Þyngdarbylgjur og stórir framtíðaratburðir

Fréttir af hinum dularfullu þyngdarbylgjum hafa verið nokkuð áberandi í kjölfar þess að vísindamönnum tókst í fyrsta skipti að greina slík fyrirbæri með þar til gerðum hátæknibúnaði og staðfesta þar með kenningar Einsteins um tilvist þeirra. Best er að segja sem minnst sjálfur hvers konar fyrirbæri þessar þyngdarbylgjur eru. Það er þó ljóst að þær myndast þegar tvö massamikil fyrirbæri að snúast um hvort annað eða sameinast þannig að gárur myndast á þyngdarsviðinu og þar með einnig á tímarúmið. Áhrif þyngdarbylgja sem skella á okkur eru samt varla nokkur, nema hvað tíminn ætti ýmist að hraða eða hægja á sér rétt á meðan bylgjurnar ganga yfir, en þó alveg án þess þó að við tökum eftir því.

Upphaflegi atburðurinn sem olli umræddum þyngdarbylgjum eru ekkert nýskeður. Þar var líklegast um að ræða tvö svarthol sem snúist hafa um hvort annað þar til þau sameinuðust en sá lokasamruni framkallaði einmitt mesta útsláttinn á þyngdarsviðinu. Þetta mun hafa gerst víðsfjarri í okkar eigin Vetrarbraut fyrir um 1.300 milljörðum ára, sem er nálægt einum tíunda af aldri alheimsins. Til samanburðar má líka hafa í huga að aldur sólkerfisins og jarðarinnar er um 4.600 milljarðar ára. Samruni svartholana er örugglega hin merkilegasti atburður en þó sennilega nokkuð hversdagslegur á alheimsvísu. Svartholin hafa væntanlega bæði orðið til þegar mjög massamiklar sólstjörnur féllu saman í fyrndinni. Okkar sól mun á sama hátt einnig falla saman í fjarlægri framtíð en hún er þó ekki nógu stór til að mynda svarthol. Hún dugar þó í þéttan hvítan dverg sem getur orðið afar langlífur, svo fremi að hann verði ekki einhverju svartholinu að bráð á ævi sinni.

Öllu stærri atburðir í framtíðinni
Næstum allt sem við sjáum með góðu móti á stjörnuhimninum tilheyrir okkar stjörnuþoku – Vetrarbrautinni, eða því sem upp á ensku er kallað "the Milky Way". Vetrarbrautin er í raun okkar heimur og inniheldur nokkur hundruð milljarða sólstjarna sem snúast allar um eina miðju og það tekur sinn tíma. Umferðartími sólar er til dæmis um 240 milljón ár. Það sem heldur öllu saman í Vetrarbrautinni og allt snýst um, er gríðarstórt svarthol sem staðsett er í miðjunni og heldur öllu kerfinu saman, svipað og sólin gerir í okkar sólkerfi í smærri skala. Sama gildir líka um þær ótal stjörnuþokur sem til eru af ýmsum gerðum í hinum ofurstóra alheimi - þær innihalda líka risasvarthol, eftir því sem best er vitað.

Okkar stjörnuþoka á nágranna sem er Andromeda. Hún er heldur stærri en Vetrarbrautin en þó í sama stærðarflokki og í miðju hennar er einnig svarthol. Mjög stórt svarthol, auðvitað. Þvermál Vetrarbrautarinnar er um 180 þúsund ljósár en þvermál Andromedu er um 220 þúsund ljósár. Fjarlægðin á milli þeirra er um 2.500 þúsund ljósár (2,5 milljón) sem þýðir að fjarlægðin til Andromedu er rúmlega fjórtánfalt þvermál Vetrarbrautarinnar. Málið er hinsvegar að bilið milli þessara tveggja stjörnuþoka er stöðugt að minnka. Andromeda er sem sagt á leið til okkar á hraða sem nemur 110 kílómetrum á sekúndu og það stefnir í árekstur!

Við getum þó verið róleg. Árekstur Vetrarbrautarinnar og Andromedu mun ekki eiga sér stað á meðan við lifum því það verður ekki fyrr en eftir 3.750 milljón ár sem talið er að Andromeda verði komin upp að Vetrarbrautinni. Hér má aftur rifja upp að sólkerfið okkar um 4.600 milljón ára. Áreksturinn verður þó ekkert sérlega snöggur og það fyrsta sem gerist er að stjörnuþokurnar tvær fara eiginlega í gegnum hvor aðra á milljónum ára og fjarlægast svo á ný. Við þetta riðlast algerlega öll uppbygging í báðum stjörnuþokunum þannig að sólstjörnurnar fara allar meira og minna á tvist og bast. En þetta er bara byrjunin, því þegar stjörnuþokurnar hafa náð áttum eftir fyrsta stefnumótið fara þær aftur að dragast hvor að annarri uns þær ná endanlega að rugla saman reitum og gjörvallur stjörnuskarinn fer að snúast um miðju sem samanstendur að tveimur risasvartholum sem snarsnúast hvort um annað, nokkur þúsund milljónum ára eftir fyrsta stefnumótið.

Ekki er talin hætta á að sólin og sólkerfið verði fyrir nokkru hnjaski af þessum völdum enda óralangt á milli sólstjarna. Hitt er þó verra fyrir Jörðina að eftir 5000 milljón ár, meðan á sameiningarferli Andromedu og Vetrarbrautarinnar stendur, verður Sólin stödd á því þroskaskeiði að hún fer að þenjast út. 

Jörðin er þá fyrir allnokkru orðin algerlega líflaus pláneta og svipuð og Venus er nú, en lífvænlegur hluti sólkerfisins hefur flust til ytri pláneta sólkerfisins eða fylgitungla þeirra. Það er alveg öruggt að Merkúr og Venus verða gleyptir og bræddir upp af Sólinni þegar hún hefur þanist út.Mjög líklegt þykir að Jörðin hljóti sömu örlög og mögulega einnig Mars þegar Sólin hefur náð sinni hámarksstærð sem rauður risi eftir svona 8000 milljón ár. Eftir það snarfellur hún saman aftur og endar sem hvítur dvergur, helmingi massaminni en hún er í dag og jafnvel minni en Jörðin okkar. Smám saman kólnar svo þessi hvíti dvergur og breytist í svartan kaldan dverg á óralöngum tíma.

En aftur að sameiningu Vetrarbrautarinnar og Andromedu. Svartholin gríðarstóru sem tilheyrðu hvorri stjörnuþoku verða æ nærgöngulli hvort við annað í sínum óða hringdansi og svo fer að lokum að þau fallast í faðma og sameinast í eitt ennþá stærra risasvarthol. Sameiningin er þá fullkomnuð. Ómögulegt að vita hvort eitthvað meiriháttar sjónarspil verður þessu samfara, enda eru svarthol ekki mikið fyrir að láta bera á sér, enda eru þau líka svarthol. Þyngdarbylgjurnar sem verða til við þennan lokasamruma er hins vegar annað mál. Maður getur rétt ímyndað sér að þær verði á allt öðrum skala en þyngdarbylgjur þær sem menn voru að mæla nú á dögunum, með hárfínustu nákvæmni. Þær þyngdarbylgjur urðu til vegna sameiningar tveggja vesælla svarthola fyrrum sólstjarna sem varla er orðum á gerandi miðað við þau ógnarstóru svarthol sem munu sameinast þegar Vetrarbrautin og Andromeda rugla saman reitum. Kannski munu einhverjar viti bornar verur í fjarlægri framtíð ná að mæla eitthvað af þeim og taka saman um það lærðar skýrslur.

Fyrirhugaðan árekstur og sameiningu Vetrarbrautarinnar og Andromedu má sjá hér í lifandi mynd:

 

Meðal heimilda má nefna athyglisverðu síðu af Wikipediunni þar sem farið er yfir það helsta sem mun gerast í heiminum í langri framtíð:

https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_the_far_future

 

Athugasemdir

[Bjarni Gunnlaugur (IP-tala skráð) 21.2.2016 kl. 19:32]

Takk fyrir þessa uppfræðslu.

Alltaf gott að vera viðbúinn þegar þetta gerist! ;-)