Un breve chapuzón en la muerte térmica del universo.

Ambiente: Tierra Moderna; tecnología no más avanzada de lo que es razonable dentro de los próximos treinta años.

Premisa: se descubre un dispositivo alienígena prehistórico (y roto) en la Tierra, y los investigadores determinan que fue construido para permitir el viaje en el tiempo o la teletransportación (o ambos).

Los científicos realizan ingeniería inversa del dispositivo para crear una versión rudimentaria (y funcional). Envían objetos y pueden recuperarlos.

Aspectos técnicos: La versión humana del dispositivo en realidad envía objetos al futuro lejano (es decir, 1 X 10 Googols a los años energéticos de Googolth), mucho más allá de la muerte térmica del universo. Aparecen en el espacio vacío (intergaláctico) y desplazan cualquier átomo que pueda estar presente.

Pregunta: ¿Qué efectos/fuerzas experimentarían estos objetos en el universo muerto, y qué efecto tendría su repentina presencia en un universo que hace tiempo que alcanzó una entropía estable/máxima?

Más específicamente, ¿podría un astronauta con un traje espacial moderno sobrevivir en un entorno así durante más de unos pocos segundos?

Recomiendo el libro Manifold Time de Stephen Baxter , que en realidad explora cómo podría ser ese concepto.
Pregunta muy interesante. ¡Buena esa!
Huelo una contradicción. ¿Dijiste que son capaces de recuperar los objetos, después de la muerte por calor del universo? Un solo ser humano vivo significa que la muerte por calor del universo aún no ha ocurrido, simplemente porque nuestra respiración es una reacción química que produce calor/energía, sin mencionar los muchos otros procesos corporales que ocurren constantemente.
¿Estás diciendo 10 ^ 10 ^ 100 síes a partir de ahora? Porque según algunas teorías, un nuevo Big Bang puede ocurrir en el orden de 10^10^56 años a partir de ahora debido a fluctuaciones cuánticas aleatorias o túneles cuánticos.
Quiere decir que el universo ya está en la muerte por calor el instante antes de que aparezca el astronauta. Entonces, muy técnicamente, el universo dejaría de estar en muerte por calor cuando aparezca el astronauta y volvería a morir por calor cuando regrese. En realidad, sería una situación muy aterradora: sin luz, sin punto de referencia, sin lecturas en sus sensores o instrumentos, nada .
De interés aquí podría ser el cuento de George RR Martin "Nor the Many-Colored Fires of a Star Ring" , aunque el ajuste es solo aproximado (no estropearé la historia explicando la posible diferencia).
@XandarTheZenon Me refiero a que envían un objeto desde el presente con el dispositivo, luego lo recuperan al presente con el mismo dispositivo.
Ah, eso tiene mucho más sentido.

Respuestas (4)

Si la Teoría de la Gran Unificación es correcta, entonces no quedarían átomos en el universo en el tiempo que ha mencionado. Esto ocurriría debido a la desintegración de protones .

Para entonces, probablemente todos los agujeros negros también se habrían evaporado debido a un fenómeno conocido como Radiación de Hawking . Tal vez incluso los fotones puedan desintegrarse en partículas más ligeras.

Si estas teorías son correctas , entonces no quedaría ningún universo. Quizá ni siquiera el espacio y el tiempo. Según algunas teorías, el espacio y el tiempo no pueden existir sin la materia, mientras que otras postulan que el tejido del espacio-tiempo puede existir independientemente de la existencia de la materia. Simplemente no lo sabemos todavía.

Si algunas de las teorías sobre la realidad central de la materia y el espacio-tiempo fueran ciertas, todos los objetos físicos (incluidos los fotones) se habrían evaporado y el tejido mismo del espacio-tiempo habría quedado envuelto para entonces.

Lo que sugiere que el universo habría dejado de existir en ese momento.

Lea también este artículo. Lo encontré muy informativo.

Nota: este artículo (el mencionado anteriormente) se escribió en 2010. Si bien es muy interesante e informativo, no saque conclusiones precipitadas basándose únicamente en este artículo. Léalo para aumentar su conocimiento general sobre modelos matemáticos sobre el destino del universo.

Gracias, ni siquiera había considerado que los átomos se descompondrían así en una escala de tiempo tan grande. Marcaré esto como la respuesta si no obtengo otra respuesta súper detallada en las próximas 24 horas.
Cuando estira el tiempo a niveles tan astronómicos como sugirió en su pregunta, todo nuestro conocimiento actual se desvanece en el olvido y las conjeturas. Básicamente, nuestra comprensión del destino del universo depende de una teoría de la gran unificación que emplearía tanto la mecánica cuántica como la relatividad general. Esto aún no se ha logrado...
"Simplemente no lo sabemos todavía" - no, pero si nos quedamos el tiempo suficiente, podemos averiguarlo :)
El énfasis estaba en todavía en esa oración;)
@AvrohomYisroel Pros: te las arreglas para sobrevivir a la muerte térmica del universo y recopilas datos útiles. Desventajas: Estás muy, muy solo ahora. :-(
Ten mucho, mucho cuidado con ese artículo de National Geographic. En los seis años transcurridos desde entonces, no parece que haya surgido mucha evidencia que respalde las ideas presentadas allí sobre el límite previsto de 5 mil millones de años.
@corsiKa - " Ooh, ¿eso es un protón? No. Espera, no lo es ". -Repite para los próximos años infinitos.
@ HDE226868: Sí, estoy de acuerdo contigo en eso. No he basado ninguna postulación crítica en eso. Le sugerí a OP que lo leyera porque lo encontré muy informativo e interesante. Y sí, estoy de acuerdo en que ese artículo se basa en una idea demasiado descabellada. Algunos otros artículos colocan la estimación del tiempo final del universo en 10 5 0 - 10 7 0 años más o menos cuando ocurriría el Gran Desgarro , desgarrando todas las partículas, sin dejar nada atrás. = toda la materia de nuestro universo volvería a su origen (la nada)
@YoustayIgo Entiendo que no basaste nada importante en eso; Te aplaudo por eso. Solo quería asegurarme de que la gente no tuviera una idea equivocada. (Por cierto, puedes usar {}para L A T mi X para obtener más de un número en el exponente, por $10^{50}$lo que obtendrá 10 50 .)
¡Jajaja! Si entiendo. Sin ofender. Látex siempre es un dolor de cabeza para mí. Sí, estoy de acuerdo en que la gente podría tener una percepción equivocada de ese artículo. Creo que debería añadir un recordatorio con él.

Supongo que estás hablando de la clásica muerte por calor, en lugar de cualquiera de las otras teorías que han surgido de vez en cuando (como la "gran rasgadura"). En este caso, a todos los efectos prácticos, el Universo post-calor-muerte no sería muy diferente del vacío del espacio tal como existe hoy.

Las principales diferencias serían (i) no habría luz de estrellas, luz o materia de ningún tipo, y (ii) no habría radiación cósmica de fondo de microondas detectable, ni radiación detectable de ningún tipo. Toda la radiación en realidad todavía está allí, es solo que el Universo se ha expandido mucho desde hoy, y la radiación se ha expandido junto con ella, convirtiéndola en longitudes de onda tan enormes y bajas intensidades que nunca podría detectarse. El asunto, por otro lado, realmente ya no está. Todo se convirtió en agujeros negros hace mucho tiempo, que luego se evaporó en radiación electromagnética durante billones y billones de años; esa radiación se ha extendido desde entonces junto con todas las demás radiaciones.

Así que el universo que encuentren será negro, completa y absolutamente negro más allá de toda concepción de negrura, y frío, completa y absolutamente frío más allá de toda concepción de frialdad. Pero dado que el espacio ya es bastante frío y oscuro en nuestro tiempo, los trajes espaciales que ya tenemos serían perfectamente buenos para sobrevivir en él por un tiempo.

En cuanto al efecto que tendrán los astronautas en el universo: bueno, están emitiendo mucha radiación infrarroja, junto con sus señales de radio y cualquier luz visible de las lámparas que tienen con ellos. Esa radiación se extenderá desde su posición a la velocidad de la luz, y continuará prácticamente para siempre, aunque en el esquema general de las cosas no pasará tanto tiempo antes de que también se extienda a longitudes de onda indetectablemente largas y a todos los prácticos. los propósitos desaparecen.

También es muy probable que dejen atrás algunos átomos, incluso si logran regresar de alguna manera, debido a fugas de gas, propelente, partículas de polvo y lo que sea. En ausencia de agujeros negros, esos átomos durarán bastante tiempo, pero probablemente eventualmente se descompondrán en radiación electromagnética a través de algún proceso u otro. Aunque si han dejado una carga neta, es posible que queden algunos electrones, que nunca pueden decaer porque no quedan protones en la totalidad del resto del Universo. Es una pequeña marca para dejar en el Universo, pero durará por toda la eternidad.

"Aunque si han dejado una carga neta, es posible que queden algunos electrones, que nunca pueden decaer porque no quedan protones en la totalidad del resto del Universo". Si lo hacen, entonces debe haber una carga positiva coincidente en algún otro lugar del resto del Universo futuro. Es decir, el desequilibrio positivo que resulta de su reaparición en el presente con menos electrones de los que se quedaron.
"completa y absolutamente frío más allá de toda concepción de frialdad": un vacío no es frío. No hay nada en él para tener frío. Si estuvieras en el vacío, tendrías que preocuparte mucho más por el sobrecalentamiento que por el frío.
@RobWatts: bueno, el universo de la muerte por calor es frío en el sentido de que si estuviera en equilibrio térmico con él, su temperatura sería extremadamente baja (energía de punto cero o lo que sea, no hay radiación de fondo cósmica que valga la pena). No se siente frío porque no estarás cerca del equilibrio térmico con él hasta mucho después de que estés muerto.
@SteveJessop excelente punto! ¡Entonces eventualmente todo rastro de ellos se perderá después de todo!
Sin embargo, @RobWatts hay algo en él: el fondo cósmico de microondas. En el tiempo de hoy esto es alrededor de 3 kelvin (es decir, 3 grados por encima del cero absoluto) y un objeto lejos de cualquier galaxia llegará muy lentamente al equilibrio con eso. Dentro de diez años de googolplex, esa radiación seguirá ahí, solo que será mucho más fría.
¡Googol no es un número! Lo tomo como protesta. (Por favor, no responda a este comentario, mi stand se puede cambiar).
@SteveJessop, aunque podría ser fácilmente que esas cargas positivas estén más allá del horizonte cósmico de las cargas negativas dejadas por los astronautas, en cuyo caso durarán para siempre.
@Nathaniel: Me preguntaba sobre eso, y también si podría suceder incluso sin viajar en el tiempo, que una carga positiva y negativa se separen de esa manera.

La respuesta simple es que simplemente no lo sabemos.

Lo más probable es que aparezcas en el vacío más duro jamás medido, viviendo dentro de tu traje espacial por un tiempo, y luego desaparezcas.

Una vez que desaparezcas, el área ligeramente energizada donde arrojaste un montón de átomos y fotones y cosas por el estilo se dispersará gradualmente y regresará hacia la muerte por calor en un breve y débil pulso de algo contra la vasta nada.

Por otro lado, si todo el universo ha dejado de existir para entonces... bueno, eso claramente no puede haber sucedido ya que has viajado a algo...

¿Por qué desaparecerías? ¿Qué haría que eso sucediera?
Eso sería bueno para la trama de la historia. El hecho de que haya viajado a algún lugar significa que acaba de confirmar algo que antes era imposible de probar. Sería como entrar en el horizonte de sucesos de un agujero negro y salir intacto.
@Michael: Tim no quiere decir que el medio de muerte por calor hará que desaparezcas, solo se refiere a la premisa de la pregunta. El objeto se envía en el tiempo y luego se recupera . Entonces desde el POV del destino aparece y luego desaparece.
Sí, @SteveJessop lo consiguió en uno :)

Más específicamente, ¿podría un astronauta con un traje espacial moderno sobrevivir en un entorno así durante más de unos pocos segundos?

Oh, ese pobre astronauta.

Además de las otras excelentes respuestas sobre el estado del universo (o la falta de un estado) que en el futuro lejano, también está el problema de The Big Rip .

La expansión del universo se está acelerando. Esto significa que el espacio entre todo se hace más grande como la superficie de un globo que se expande, excepto que la superficie es un espacio tridimensional. Si continúa acelerando, como parece, eventualmente acelerará tan rápido como para superar las fuerzas fundamentales que mantienen unidas las cosas .

Primero, la gravedad será vencida. Las galaxias se desmoronarán. Luego los sistemas solares. Entonces las estrellas, los planetas y otros cuerpos que se mantienen unidos por la gravedad se desintegrarán.

Entonces se superarán los enlaces electromagnéticos entre las moléculas y se destrozarán estructuras complejas, como las personas. Entonces las moléculas mismas serán desgarradas en átomos. Entonces sus electrones se perderán.

Eventualmente, la aceleración será tan rápida que la fuerza nuclear fuerte no podrá mantener unidos a los átomos. Luego, los protones y los neutrones se separarán en quarks...

Entiendes la idea. En última instancia, si continúa la aceleración, el universo se expandirá más rápido que la velocidad de la luz. (Esto está bien porque "la velocidad de la luz" es en realidad la velocidad máxima de transferencia de información entre dos puntos en el espacio , el espacio en sí no tiene tal limitación). En este punto, no se puede transferir información entre dos puntos en el espacio, se están separando demasiado rápido. El universo está muerto.

¿Qué significa esto para nuestro astronauta que viaja en el tiempo? Inmediatamente se rompen en una nube de partículas fundamentales que se expanden en todas direcciones más rápido que la velocidad de la luz. Buen epitafio. Lo mismo para cualquier instrumento que envíe.

Eso es todo de acuerdo con nuestra comprensión actual y gran parte es hipotético. Esa comprensión ha cambiado en las últimas décadas debido al "descubrimiento" de la Energía Oscura y la Materia Oscura, que constituyen aproximadamente el 95% de la energía del universo.

Estamos seguros de que la materia oscura existe, podemos ver sus efectos gravitatorios, pero no sabemos qué es, pero tenemos algunos candidatos. Por otro lado, Dark Energy no tenemos idea de qué podría ser. "Dark Energy" es realmente un marcador de posición para "el universo se está expandiendo demasiado rápido y no sabemos por qué".

En realidad, la respuesta en este momento es que no estamos seguros de cómo se verá el universo distante porque no sabemos qué es aproximadamente el 95% del universo .

La aceleración se debe a una disminución en la densidad que la retiene con la gravedad regular. La idea del "gran golpe" ya no es viable y solo se repite en los programas científicos porque suena genial.
@JDługosz No, el Big Rip es definitivamente una posibilidad. Aquí está el profesor de física Ed Copeland de la Universidad de Nottingham hablando sobre la energía oscura y el Big Rip . Él hará un mejor trabajo que yo explicando por qué el Big Rip está sobre la mesa. Ese video es de 2014, muy reciente. Comienza a hablar específicamente sobre las observaciones actuales que respaldan el Big Rip alrededor de las 15:00, aunque espera que estén equivocados.
Un breve chapuzón en la muerte térmica del universo.
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