ชะตากรรมสุดท้ายของกลุ่มกาแลคซีคืออะไร?

เรารู้ว่ากลุ่มกาแลคซีค่อนข้างกระจัดกระจายเนื่องจากการขยายตัวของพื้นที่ซึ่งจะทำให้พวกมันออกจากขอบฟ้าเหตุการณ์จักรวาลของกันและกันในที่สุดทำให้พวกมันแยกจากกันเพียงลำพัง "ร่าง" แต่ละตัวภายในเอกภพที่สังเกตได้ในท้องถิ่น หรือมีอิทธิพลต่อกลุ่มอื่น ๆ

กระจุกตัวนั้นถูกจับด้วยแรงโน้มถ่วงทำให้พวกมันถูกฉีกขาดจากภายในโดยการขยายตัวของอวกาศอย่างน้อยก็สมมติว่าความหนาแน่นของพลังงานมืดไม่ได้เพิ่มขึ้นอย่างมากในที่สุด

จะเกิดอะไรขึ้นกับคลัสเตอร์ ตอนแรกฉันคิดว่าหลุมดำของมันจะกลืนสสารที่มีอยู่ทั้งหมดและเชื่อมต่อกับหลุมดำเดี่ยว ๆ แต่ในที่สุดหลุมดำทั้งสองก็ไม่มีที่สิ้นสุดเนื่องจากการฉายรังสีฮอว์คิงและพวกมันก็ไม่กลืนดาวทั้งหมดดังนั้นดาวส่วนใหญ่จึงหนีรอดจากแรงโน้มถ่วงได้ดี

ทฤษฏีปัจจุบันกล่าวว่ากลุ่มกาแลคซีในท้องที่ใดจะกลายเป็น t →∞?

เมื่อคุณชี้ให้เห็นว่าในเอกภพที่กำลังเร่งโครงสร้างขนาดใหญ่จะยิ่งโดดเดี่ยวมากขึ้นเรื่อย ๆ ดังนั้น ณ จุดหนึ่งคุณจะมีซุปเปอร์คลัสซูเปอร์ที่ถูกผูกไว้ด้วยแรงโน้มถ่วงคั่นด้วยช่องว่างขนาดใหญ่มากและโครงสร้าง filamentary น้อยลงเรื่อย ๆ

เมื่อแยกออกจากกันเราสามารถศึกษาพลวัตของซุปเปอร์คลัสอิสระเหล่านี้ ในช่วงเวลาที่มีขนาดใหญ่มากกาแลคซีจะชนกันและรวมกัน หลังจากชนคุณจะมีแนวโน้มที่จะก่อตัวกาแลคซีรูปไข่ ดังนั้นฉันคิดว่าคุณจะจบลงด้วยกาแลคซีทรงวงรีขนาดใหญ่

จากนั้นเราสามารถสนใจอนาคตของดวงดาวของกาแลคซีเหล่านี้ ครั้งแรกที่เราเห็นว่าอัตราการก่อตัวของดาวนั้นมียอดถึงพันล้านปีก่อน ดังนั้นเมื่อจำนวนกาแลคซีชนกันซึ่งโดยปกติจะเป็นเป้าหมายในการก่อตัวของดาวอัตราการก่อตัวของดาวจะลดลงเรื่อย ๆ ยิ่งกว่านั้นเมื่อองค์ประกอบหนัก (องค์ประกอบทั้งหมดนอกเหนือจากไฮโดรเจนและฮีเลียม) ก่อตัวขึ้นในดาวการสร้างดาวในอนาคตจะมีองค์ประกอบที่หนักมากขึ้นเรื่อย ๆ จากมุมมองของนิวเคลียร์องค์ประกอบที่เสถียรที่สุดคือเหล็กดังนั้นในช่วงเวลาที่มีขนาดใหญ่มากองค์ประกอบของแสงจะถูกแปลงเป็นเหล็กในขณะที่องค์ประกอบที่หนักจะสลายเป็นเหล็ก

$10^{30}$

$t\rightarrow\infty$

หมายเหตุ: นี่เป็นสถานการณ์สมมติและมีสิ่งแปลกปลอมมากมาย

ขึ้นอยู่กับว่าคลัสเตอร์อยู่ที่ใด คุณสมบัติขนาดใหญ่ของจักรวาล (ทั้งที่สังเกตและจำลอง) ประกอบด้วยเส้นใยและช่องว่าง ด้านล่างนี้เป็นแผนที่ที่ผลิตโดย Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ที่แสดงคุณสมบัติเหล่านี้

แต่ละจุดที่นี่คือกาแลคซีแต่ละแห่ง

การจำลองแสดงให้เห็นอย่างน่าทึ่งในสิ่งเดียวกัน นี่คือวิดีโอของการจำลองสหัสวรรษ$t \rightarrow \infty$

กาแลคซีอาจถูกดึงออกไปหรือชนเข้าด้วยกัน สิ่งนี้มาจากสองทฤษฎีที่เป็นไปได้: The Big Crunch และ The Big freeze แต่มันเป็นเรื่องจริงถ้าเราพิจารณาเพียงสองกาแลคซีที่น่าสนใจ

ช่องว่างและหลุมดำไม่ควรเพิกเฉยเนื่องจากการมีอยู่ควรเพิ่มหรือทำลายกำลังที่มีอยู่ สองคนนี้มีความรับผิดชอบเท่าเทียมกันต่อชะตากรรมของกาแลคซี

แก้ไข: ขบเคี้ยวใหญ่และแช่แข็งใหญ่เป็นสองความเป็นไปได้ทางทฤษฎีที่ก่อให้เกิดอนาคตกับจักรวาลของเรา ทฤษฎีแต่ละบทสรุปจุดสิ้นสุดซึ่งเอกภพเริ่มหดตัวเมื่อมันขยายออกไปและสิ้นสุดลงในภาวะเอกฐานเมื่อมันเริ่มต้นขึ้นหรือจักรวาลก็ขยายตัวออกไปอย่างไม่หยุดยั้งทำให้มันหนาวขึ้นและเย็นลง ช่องว่างและหลุมดำไม่ควรเกี่ยวข้องโดยตรงกับชะตากรรมข้างต้น แต่จะเป็นในที่สุดผลของพวกเขา