Сейчас Вселенная наполнена разными событиями: в ней продолжают формироваться новые галактики, в них рождаются звёзды и планеты. Но согласно моделям развития Вселенной, так будет не всегда, поскольку она ускоренно расширяется, и силы гравитации не смогут в будущем противостоять тёмной энергии, расталкивающей всё вещество, материя не сможет объединяться, и ничто не будет образовываться - ни звёзды, ни планеты, ни галактики. Вселенная станет бесконечно чёрной и холодной...

Перед этим картина чем-то будет напоминать засыпающий населённый пункт, где постепенно в окнах домов будет гаснуть свет по мере наступления глубокой ночи - всё это потому, что звёзды во Вселенной разных размеров, возраста и массы. Звёзды небольшого размера вроде нашего Солнца проживут около 10 млрд лет. Звёзды-гиганты слишком быстро расходуют своё термоядерное топливо и в среднем живут около 10 млн лет. Массивные звёзды могут быть в десятки и даже в сотни раз больше Солнца, но почему же срок их жизни столь невелик? Ведь, казалось бы, они намного массивнее Солнца - у них больше вещества и топлива. Всё дело в том, что массивные звёзды получают водородное топливо только из ядра, а остальная его часть находится во внешней оболочке, поэтому и не может использоваться как топливо. То есть, если водород внутри ядра, то он пойдёт на топливо, а если за его пределами, то на топливо он уже уйти не сможет. Красные карлики - самые живучие и являются на данный момент самым распространённым типом звёзд - в Млечном Пути 3/4 звёзд приходится именно на них. Они маленькие и тусклые, поэтому их невидно невооружённым глазом. Пока астрономы не видели ни одной гибели красного карлика. Несмотря на малые размеры, топлива у них больше, чем у кого бы то ни было!

Солнце разделено на 3 слоя: ядро, радиоактивная и конвективная зоны. Радиоактивная зона не даёт водороду из верхнего слоя проникнуть в ядро и стать топливом. У Солнца есть доступ всего к 10 % к его общим запасам водорода, и как только водород в его ядре закончится, дни Солнца будут сочтены. Красные карлики устроены иначе, они состоят только из ядра и конвективной зоны, поэтому могут использовать все свои запасы топлива, и, следовательно, красный карлик живёт дольше всех - они могут протянуть свыше 10 триллионов лет!


У массивных звёзд гравитация значительно сильнее, поэтому они вынуждены быстрее сжигать своё водородное топливо, чтобы не схлопнуться. Из-за их огромной массы термоядерные реакции в ядре происходят с огромной скоростью. Первыми во Вселенной погаснут они - когда запасы их топлива иссякают, происходит коллапс ядра под действием силы притяжения и вспышка сверхновой. Эти вспышки - самые мощные взрывы во Вселенной. Но своей жизнью мы обязаны именно этим сверхмассивным звёздам, так как, когда массивные звёзды гибнут, происходит выброс тяжёлых элементов, которые они синтезировали во время своей жизни, и именно такие элементы и нужны для зарождения жизни - они и входят в состав не только самой Земли, но и наших тел.

Так, например, кислород возник в недрах одних из первых звёзд, образовавшихся спустя всего 400-500 млн лет после Большого взрыва. Наличие кислорода говорит о том, что в ранней Вселенной были массивные звёзды, которые могли синтезировать из водорода и гелия более тяжёлые элементы - сюда как раз и относится кислород. После взрыва они выбросили этот кислород в пространство. Огромное давление в ядрах звёзд приводит к синтезу кислорода, углерода, азота и других. Взрывы сверхновых разносят эти элементы повсюду, благодаря чему потом рождаются поколения новых звёзд. Все элементы, из которых мы состоим, возникли ещё тогда, когда даже Солнца не существовало. Но спустя долгие миллиарды лет новым звёздам не из чего будет рождаться. Исследования показывают, что за последние 2 млрд лет яркость Вселенной снизилась вдвое, а значит, звёзд становится всё меньше.


Вселенная темнеет. Так, в средней галактике по типу Млечного Пути, рождается примерно 7 звёзд в год ( если учитывать то, что всего в ней около 400 млрд светил, то как-то это весьма медленно). Около 10 млрд лет назад галактика, подобная нашей, рождала свыше 70 новых светил в год. В те далёкие времена Вселенная выглядела намного ярче, чем сейчас: голубые звёзды - молодые, самые горячие и самые яркие светила стали большой редкостью. Учёные заметили, что способность галактики рождать новые звёзды зависит от того, в каком окружении она находится.

В плотных скоплениях галактик процессы рождения новых звёзд замедляются, так как они взаимодействуют друг с другом и при этом взаимодействии вытягивают газ и пыль из своих соседей. Из-за такой "вытяжки" газ разогревается. Получается, что материал, так необходимый для рождения новых звёзд, выбрасывается в межгалактическое пространство. Для рождения звёзд внутри галактики нужен холодный газ, а если в межгалактическом пространстве галактика пройдёт сквозь облако горячего газа, то он просто вытеснит из неё холодный газ, и звёздам не из чего будет рождаться. Галактика, прошедшая через такое горячее облако, будет выглядеть как-то так, этот процесс называется "галактическим обдиранием":


Таким образом, запасы газа, пригодного для звёздообразования, уменьшаются. Получается, что большая часть звёзд, которая должна была родиться, уже родилась. Сейчас нам повсюду попадаются остатки мёртвых звёзд - чёрные дыры, нейтронные звёзды, пульсары, белые карлики. Получается, мы живём благодаря гравитации, но даже у неё есть изъян - как только галактики попадают в галактические скопления, звездообразование в них сходит на нет. С одной стороны, тёмная энергия расталкивает галактики, чтобы они могли держаться дальше друг от друга и не вытягивать необходимый газ. Может быть, она - не такой уж и отрицательный персонаж? С другой стороны, галактики, сталкиваясь друг с другом и объединяясь воедино, продлевают свой срок жизни - если тёмная энергия "растащит всё по углам", то в галактиках газ просто закончится, и исход будет тем же самым.

Вселенная постепенно гаснет, но будет ли достигнут какой-то оптимальный баланс? Ведь зная, что в нашем мире всё сбалансировано, может быть, и само мироздание рано или поздно придёт к гармоничному взаимодействию темной энергии и гравитации, и мир не будет обречён на погружение в бесконечную темноту и холод? Может быть, у Вселенной есть надежда?..Источник: "Астрономия с Ауриэль"