IL FUTURO DELL'UNIVERSO

( fonte principale: Karttunen et. al. Fundamental Astronomy - Springer)

Il modello standard permette due due prospettive alternative per il futuro sviluppo dell'Universo. L'espansione può o andare avanti per sempre o può invertire in una contrazione, dove ogni è eventualmente ristretta in un punto. Nella contrazione finale la precedente storia dell'Universo dovrebbe essere ripetuta a ritroso: a turno, galassie, stelle , atomi e nucleoni saranno fatti a pezzi. Alla fine lo stato dell'Universo potrebbe non essere più trattato con la fisica attuale. Nei modelli aperti il futuro è molto diverso. L'evoluzione delle stelle può condurre a uno di quattro risultati: una nana bianca, una stella a neutroni, si può formare un buco nero o la stella può essere completamentre distrutta. Dopo circa 100 miliardi di anni tutte le stelle attuali avranno usato il loro combustibile nucleare e raggiunto uno di questi quattro stati finali. Alcune stelle saranno espluse dalle loro galassie: altre formeranno un ammasso denso al centro. In circa 1027 anni gli ammassi centrali di stelle saranno così densi che si formerà un buco nero. In modo simile le galassie in grandi ammassi collideranno e formeranno buchi neri di massa molto elevata. Ogni buco nero non dura per sempre. Mediante processi quantistici di tunneling la massa può attraversare l'orizzonte degli eventi e sfuggire all'infinito - il buco nero è detto che "evapora". Il tasso di questo fenomeno, conosciuto come processo di Hawking è inversamente proporzionale alla massa del buco nero. Per un buco nero con massa galattica il tempo dievaporazione è approssimativamente 1098 anni . Dopo questo tempo circa tutti i buchi neri sono scomparsi. L'Universo sempre espandente ora contiene nane nere, stelle a neutroni e corpi di dimensioni di pianeti (a meno che le previsioni di un tempo finito dei protoni di circa 1030 anni sono confermate; in quel caso tutti quesrti sistemi saranno stati distrutti dal decadimento dei protoni). La temperatura della radiazione cosmica di fondo sarà scesa a 10-20 K.

Anche dopo nel futuro, altri fenomeni quantistici possono entrare in gioco. per mezzo di processi di tunneling, nane nere possono trasformarsi in stelle di neutroni e queste a loro volta in buchi neri. In questo modo tutte le stelle si sono trasformate in buchi neri, i quali poi evaporeranno. Il tempo richiesto per tutti questi processi è stato stimato 10 10 26 anni. Alla fine rimarrà solo radiazione fredda vicino allo zero assoluto. È di conseguenza altamente dubbioso se le nostre teorie cosmologiche correnti sono realmente sicure abbastanza da permettere tale predizioni lontane, Nuove teorie e osservazioni possono completamente cambiare le nostre idee cosmologiche presenti.