Galaktyki
Biała wstęga Drogi Mlecznej
Spójrzcie na niebo dzisiejszej nocy. Jeśli nie będzie przesłonięte chmurami, dostrzeżecie mniej lub bardziej jednolity kobierzec gwiazd. Każda część firmamentu wydawać się będzie jednolicie usiana gwiazdami. Jest to jednak tylko złudzenie. Spojrzenie przez teleskop lub choćby jedynie przez lornetkę ujawni, że gwiazdy tworzą skupiska zwane gromadami. Często kształtem przypominają piłkę, dlatego nazwano je gromadami kulistymi. Te pozornie blisko siebie leżące miliony gwiazd tworzące gromadę kulistą zaliczane są do starych, świecących czerwonawym blaskiem.
W ciemną noc, kiedy niebo jest czyste, daje się na nim dostrzec niewyraźną białą wstęgę, rozciągającą się od horyzontu do horyzontu. Nazwano ją Drogą Mleczną. Jej delikatna, ledwie dostrzegalna poświata powodowana jest przez wielkie nagromadzenie słabo świecących gwiazd niedostrzegalnych gołym okiem. Informację tę zawdzięczamy Galileuszowi, który jako pierwszy przyglądał się przez teleskop Drodze Mlecznej.
Gwiazdy — jak już wspomniano — nie są rozproszone równomiernie po niebie. Przeciwnie, zdają się skupiać, tworząc układ przypominający kształtem dysk, w którego obrębie znalazły się Słońce i Układ Słoneczny. Obserwując nieboskłon w kierunku prostopadłym do dłuższej osi owego dysku dostrzeżecie stosunkowo mało gwiazd. Kiedy jednak oś obserwacji będzie zgodna z płaszczyzną dysku, wtedy zaobserwuje się ich wielkie nagromadzenie. Ów świetlisty pas nosi właśnie nazwę Drogi Mlecznej.
Gromady kuliste tworzą stare, czerwone, ciasno skupione gwiazdy. Już niewielki teleskop pozwoli dostrzec najjaśniejsze gromady kuliste. Wiele z nich leży po stronie gwiazdozbioru Strzelca, który w Polsce widoczny jest tylko latem .
Droga Mleczna jest niewyraźną, białawą wstęgą utworzoną przez światło pochodzące od wielkiej liczby odległych gwiazd niewidocznych gołym okiem. Owo świetliste pasmo rozciąga się przez cały nieboskłon. Na półkuli północnej przecina ono gwiazdozbiory Kasjopei i Łabędzia, na południowej — Strzelca i Krzyż Południa. Nagromadzenie gwiazd w tej wstędze wskazuje, że uformowały one system w kształcie dysku, obejmujący nasze Słońce i Układ Słoneczny.
Droga Mleczna - nasza galaktyka
Z obserwacji Drogi Mlecznej możemy wydedukować, że Słońce, a zatem i jego układ planetarny, należą do systemu mającego kształt dysku, uformowanego przez wielką liczbę gwiazd. Ów system nazywamy galaktyką. Nasza galaktyka, lub po prostu Galaktyka pisana z dużej litery, ochrzczona została mianem Drogi Mlecznej, tym samym, które nadano świetlistemu pasmu, które obserwujemy na niebie. Wyrażając się precyzyjniej powiadamy, że Słońce należy do Galaktyki lub Układu Drogi Mlecznej. Jest w niej jedną z setek miliardów gwiazd.
Większość gwiazd naszej galaktyki skupiona jest w szerokim, płaskim obszarze zwanym dyskiem galaktycznym. Słońce znajduje się z dala od jego centrum, mniej więcej w odległości 30.000 lat świetlnych, blisko krawędzi galaktycznego dysku. Z Układu Słonecznego daje się dostrzec jedynie najbliżej leżące gwiazdy, ponieważ obłoki materii międzygwiazdowej skutecznie pochłaniają światło, uniemożliwiając zaobserwowanie jasnego centrum galaktyki.
Gwiazdy tworzące dysk krążą po mniej lub bardziej kolistych orbitach wokół centrum galaktyki. Słońcu na przykład potrzeba aż 220 milionów lat na wykonanie pełnego obrotu wokół Galaktyki. Od chwili powstania nasza gwiazda wykonała ponad 20 takich galaktycznych podróży.
Nasza galaktyka przypomina wyglądem spiralę. Gwiazdy powstają w ramionach tej spirali.
Układ Drogi Mlecznej poza emitowaniem światła widzialnego wypromieniowuje także fale radiowe, szczególnie intensywne wzdłuż dłuższej osi dysku galaktycznego.
Wielkie nagromadzenie gwiazd i obłoków gazu oraz pyłu stworzyło dysk naszej galaktyki — Drogę Mleczną.
Dysk Drogi Mlecznej ma średnicę ponad 100 000 lat świetlnych. W środku dysku znajduje się tak zwane zagęszczenie centralne lub inaczej jądro, stanowiące centrum Galaktyki. Dysk galaktyczny przybrał formę spirali, którą jednak trudno dostrzec znajdując się wewnątrz Układu Drogi Mlecznej. Spirala ma prawdo podobnie 4 ramiona wychodzące z jądra. Występuje w nich wielkie nagromadzenie młodych gwiazd. Słońce także znajduje się w jednym z takich spiralnych ramion.
Mgławice pyłowe i gazowe
Gwiazdy w dysku galaktycznym są stosunkowo młode, ponieważ w tej części Galaktyki — w jej spiralnych ramionach — nieustannie powstają nowe gwiazdy. Tworzą się z materii istniejącej w przestrzeni, głównie wodoru i małych cząstek pyłu. Jednak około 10% materii w Galaktyce nie bierze udziału w formowaniu gwiazd, istnieje w formie materii międzygwiazdowej.
To za sprawą wspomnianych gazów i pyłów zawieszonych w przestrzeni nie udaje się nam obserwować gwiazd leżących dalej niż kilka tysięcy lat świetlnych od Ziemi. Pył pochłania większość światła widzialnego i uniemożliwia, na przykład, swobodny wgląd w centrum Galaktyki.
W normalnych warunkach nie daje się natomiast dostrzec gazu międzygwiazdowego. Kiedy jednak zostanie ogrzany promieniowaniem jasnej gwiazdy, zaczyna emitować różowe światło, charakterystyczne dla wodoru. Lśniący gaz tworzy mgławice, w których znajdują się młode, jasne gwiazdy, dzięki których energii zaczął sam świecić.
Obszar wokół gwiazdy Rho Ophiuci charakteryzuje wielkie bogactwo rozmaitych typów mgławic. Obserwujemy tam ciemną mgławicę utworzoną z pyłu, który pochłania światło gwiazd leżących poza nią; rozmaite niebiesko zabarwione mgławice odbijają światło gwiazd; gorące mgławice gazowe mają charakterystyczne różowe zabarwienie. Jest tam też gromada kulista, w której powstają nowe gwiazdy.
Sąsiednie galaktyki
Co znajduje się poza Drogą Mleczną? Przez wiele lat sądzono, że nic, pustka, że Galaktyka, czyli Droga Mleczna, jest całym Wszechświatem.
Wiedziano jednak, że rozmaite mgławicowe obiekty dostrzegane na firmamencie mają zdumiewające, spiralne kształty. Najbardziej znany leżał w gwiazdozbiorze Andromedy. Niektórzy astronomowie zaczęli nawet podejrzewać, że ów mgławicowy twór może być galaktyką podobną do naszej, bardzo, bardzo jednak oddaloną.
Teleskop na Mount Palomar stał się dla uczonych narzędziem umożliwiającym bliższe poznanie tego zamglonego obiektu w gwiazdozbiorze Andromedy. Okazało się, że jest on rzeczywiście galaktyką położoną w odległości 2 milionów lat świetlnych od Ziemi. Dziś wiemy, że we Wszechświecie, w zasięgu naszych obserwacji, istnieje około biliona galaktyk! Każda mniej lub bardziej przypomina naszą Drogę Mleczną i zbudowana jest z miliardów, miliardów gwiazd!
Obłoki Magellana są dwiema małymi galaktykami, jakby “satelitami" naszej Drogi Mlecznej (stąd nazwa galaktyki satelitarne).
Grupa galaktyk znajdujących się najbliżej Drogi Mlecznej zwana jest Układem Lokalnym.
Mgławica Andromedy jest w rzeczywistości dużą, spiralną galaktyką, podobną do naszej Drogi Mlecznej, leżącą stosunkowo blisko. Oprócz niej w sąsiedztwie Układu Drogi Mlecznej istnieje kilka innych galaktyk, które razem tworzą Układ Lokalny. Jego dwaj najważniejsi członkowie, to Droga Mleczna i Andromeda — wielkie spiralne galaktyki. Pozostałe są dużo mniejsze, a dały się zaobserwować jedynie dzięki położeniu w “niewielkiej" odległości.
Kształty galaktyk
Nie możemy przyjrzeć się Galaktyce z zewnątrz, trudno więc orzec, jak dokładnie wygląda. Wiemy jednak, że jest podobna do galaktyki Andromedy, będącej tworem spiralnym. Dalece nie wszystkie galaktyki przypominają Andromedę. Obłoki Magellana na przykład są galaktykami niewielkimi, nieregularnie ukształtowanymi, bez jakiejś szczególnej formy.
Wiele innych galaktyk przybrało kształt owalny. Nazywamy je eliptycznymi. Brak im ramion, tak charakterystycznych dla galaktyk spiralnych. Ich gwiazdy tworzą kształtny owal, zwykle świecą na czerwono, są więc stare.
Galaktyki eliptyczne, jako całość, nie wirują, choć budujące je gwiazdy przemieszczają się po wydłużonych orbitach wokół centrum galaktyki. Galaktyki tego typu wydają się być stare i wysoce zorganizowane, nic jednak nie wiemy o ich pochodzeniu.
Galaktyki spiralne wyraźnie odróżniają się od eliptycznych. Gwiazdy budujące taką spiralę są jaśniejsze i ułożone na kształt płaskiego dysku, posiadającego kilka ramion, jakby na podobieństwo kołowrotka. Ramiona te mogą wychodzić wprost z jądra galaktyki lub z krótkiej poprzeczki figurującej w jej centrum. W tym drugim przypadku mamy do czynienia z galaktyką spiralną z poprzeczką.
Galaktyki dają się pod względem kształtu zaklasyfikować do rozmaitych grup. Naukowy podział obejmuje: galaktyki eliptyczne, spiralne zamknięte, spiralne otwarte, spiralne z poprzeczką zamknięte i spiralne z poprzeczką otwarte.
Galaktyki eliptyczne mają kształt owalny. Gwiazdy w galaktykach spiralnych są zgrupowane w płaskim dysku, posiadającym kilka spiralnie zwiniętych ramion, w których nieustannie trwają procesy powstawania nowych gwiazd z materii międzygwiazdowej, głównie gazu i pyłu. Galaktyki spiralne wirują wokół swego centrum, jednak nie w jednakowy sposób: gwiazdy bliskie środka poruszają się szybciej niż te położone na peryferiach.
Gromady galaktyk
Astronomowie powiadają, że jak na warunki kosmiczne galaktyki położone są stosunkowo blisko siebie. Na przykład nasza Droga Mleczna ma średnicę około 100 000 lat świetlnych, blisko zaś spokrewniona z nią galaktyka Andromedy leży w odległości zaledwie 20 razy większej, tj. 2 000 000 lat świetlnych. Obłoki Magellana leżą jeszcze bliżej. Można więc rzec, że niektóre z nieodległych galaktyk “prawie się dotykają". Dla porównania: gwiazdy budujące galaktyki — w stosunku do własnej wielkości — są od siebie bardzo, bardzo oddalone.
Nic zatem dziwnego, że galaktyki się często zderzają. Co więcej, wcale nie musi dojść do zderzenia, by galaktyki wzajemnie się zmieniały. Mogą na siebie oddziaływać za sprawą grawitacji. Niektórzy astronomowie są nawet przekonani, że spiralne ramiona charakteryzujące wiele galaktyk są właśnie wynikiem zakłóceń grawitacyjnych, powodowanych przez inne galaktyki. Galaktyki cechuje skłonność do skupiania się w grupy. W ten sposób powstają tak zwane gromady galaktyk. Taką gromadą jest na przykład Układ Lokalny, obejmujący Drogę Mleczną. Czasem za sprawą grawitacji gromady tak zbliżają się do siebie, że powstają ogromne supergromady, największe struktury, jakie kiedykolwiek istniały we Wszechświecie.
Do zderzenia galaktyk dochodzi wtedy, gdy zbliżą się na tyle blisko, by ulec wzajemnemu oddziaływaniu grawitacyjnemu.
Z chwilą rozpoczęcia takiego oddziaływania, gwiazdy położone na peryferiach galaktyk zostają z nich “wyrwane".
Oddalają się po zakrzywionym torze na znaczne odległości od macierzystych galaktyk.
W rezultacie pasma takie wychodzące z obu galaktyk upodobniają się do ramion przyklejonych z zewnątrz do jąder galaktyk.
Kiedy dwie galaktyki zbliżą się do siebie, to za sprawą przyciągania ich wygląd może ulec drastycznemu przeobrażeniu. Wiele galaktyk ma dziwaczne, pierścieniopodobne kształty lub długie ramiona, będące następstwem zderzenia. Ponieważ gwiazdy w galaktykach są bardzo oddalone, przeto same galaktyki mogą wzajemnie przez siebie przeniknąć bez jakichkolwiek gwiezdnych zderzeń.
Jak wielki jest Wszechświat?
Spoglądając na niebo nieuzbrojonymi oczyma, dostrzegamy na nocnym firmamencie głównie gwiazdy leżące “w pobliżu" naszej galaktyki. Dzięki jednak temu, że dwa z widocznych świetlistych punktów (Obłoki Magellana, łatwo zauważalne na półkuli południowej, oraz galaktyka Andromedy widoczna na półkuli północnej) leżą bardzo daleko wiemy, że Wszechświat nie kończy się na Drodze Mlecznej. Oba wymienione obiekty należą do licznego grona galaktyk, jakie odkryto poza Drogą Mleczną. Jak zatem wielki jest Wszechświat, jeśli dać wiarę przypuszczeniom wielu astronomów, zakładającym, że istnieje około 100 miliardów galaktyk, z których każda przeciętnie liczy 100 miliardów gwiazd?
Trudno odpowiadać na pytania dotyczące Wszechświata, mamy bowiem ograniczone możliwości obserwacji. Na przykład nigdy nie możemy się mu przyjrzeć z zewnątrz. Niektóre z naukowych poglądów głoszą, że Wszechświat to cała istniejąca materia, cała istniejąca przestrzeń, wszystek czas. Według innych opinii “nasz" Wszechświat jest cząstką czegoś większego, a zatem być może istnieje inny wszechświat oddzielony od tego, co uda się nam kiedykolwiek zaobserwować.
Koncepcja zakładająca istnienie innych wszechświatów jest wynikiem badań wydających się wskazywać, że znany Wszechświat miał swój początek w jakimś szczególnym momencie, a jego dzieje kiedyś dobiegną kresu. Sensownym dopasowaniem rzeczywistości do rezultatów obserwacji — nie potrafimy sobie bowiem wyobrazić ani końca czasu, ani granic przestrzeni —jest zdaniem wielu naukowców założenie istnienia czegoś poza granicami naszego Wszechświata.
Gdyby gwiazdy we Wszechświecie były rozproszone jednolicie i nieskończenie w każdym fragmencie nieba, bez jakichkolwiek ciemnych luk, światło dopływałoby z każdego punktu firmamentu. W rezultacie niebo nigdy by nie ciemniało.
Wiemy, że gwiazdy nie są rozmieszczone jednolicie, a Wszechświat zdaje się mieć pewien wiek i rozmiar. Zatem światło emitowane przez gwiazdy z innych, najbardziej odległych galaktyk może nie zdążyć dotrzeć do nas, a to które dotrze zostanie po drodze osłabione.
Wszechświat tworzą wszystkie galaktyki wraz z oddzielającą je przestrzenią. Przeciętna galaktyka, np. Droga Mleczna liczy ponad 100 miliardów gwiazd. Jedną z nich jest Słońce i towarzyszące mu planety.
Ucieczka galaktyk
Zawsze istniały trudności ze zmierzeniem odległości do umieszczonych w przestrzeni obiektów. Łatwo natomiast zmierzyć prędkość, z jaką gwiazdy oraz galaktyki zbliżają się bądź oddalają od nas. Zastanawialiście się zapewne, dlaczego gwizd lokomotywy lub syrena pogotowia zmieniają brzmienie w miarę jak pojazdy te przesuwają się względem nas. Dzieje się tak za sprawą zjawiska Dopplera: częstotliwość fal (inaczej ton dźwięku) zależy od tego jak szybko zbliżają się one bądź oddalają od obserwatora. Kiedy pociąg się zbliża, gwizd lokomotywy ma wysokie brzmienie, z chwilą, kiedy pociąg zaczyna się oddalać gwiazd brzmi coraz bardziej basowo.
Podobnie dzieje się ze światłem — jego barwę można tu porównać z wysokością sygnału dźwiękowego. Na początku wieku astronomowie określili barwę (widma) niektórych galaktyk. Ku wielkiemu zdumieniu odkryli, że prawie wszystkie z nich (wyjątki są nieliczne), oddalają się od nas, czego dowodzi poczerwienienie ich światła. Zjawisko to znane jest jako przesunięcie widm galaktyk ku czerwieni. Prędkość oddalania się (ucieczki) galaktyk jest ogromna, tym większa, im są one odleglejsze. Na przykład galaktyka położona w odległości miliona lat świetlnych oddala się od nas z prędkością 200 km/s, ta zaś leżąca dwa razy dalej — z prędkością dwukrotnie większą. To interesujące zjawisko nosi nazwę prawa Hubble'a , od nazwiska jego odkrywcy, astronoma Edwina Hubble'a.
Wszystkie galaktyki zdają się oddalać od nas, ponieważ cały Wszechświat staje się większy, rozszerza się.
Jeśli zwiększa się odległość między galaktykami, obserwator w dowolnym miejscu we Wszechświecie odnotuje, że oddalają się od niego.
Zgodnie ze zjawiskiem Dopplera, światło obiektu zbliżającego się do obserwatora jest coraz bardziej niebieskawe, natomiast oddalającego się — coraz bardziej czerwonawe.
Wszechświat się rozszerza. Galaktyki oddalają się od siebie nieustannie. W związku z tym postrzegamy, że wszystkie umykają od nas; im dalej są położone, tym większa jest prędkość owej ucieczki. Zasada ta nosi nazwę prawa Hubble'a.
Teoria Wielkiego Wybuchu
Wiemy o tym, że Wszechświat nieustannie się rozszerza: galaktyki coraz bardziej odsuwają się od siebie z mniejszą lub większą prędkością, zależnie od wzajemnej odległości. Wyliczono, że owa szybkość oddalania się galaktyk wzrasta przeciętnie o 50 km/s przy każdym powiększeniu odległości między nimi o kolejny milion lat świetlnych. Jest to tzw. stała Hubble'a.
Jak zatem wyglądał Wszechświat u zarania dziejów? Większość astronomów sądzi, że galaktyki musiały być bardziej skupione niż to obserwujemy dziś. Jeśli cofniemy się w czasie około 15 miliardów lat, możemy sobie wyobrazić, że wszystkie galaktyki i cała zawarta między nimi materia były ściśnięte w jedną, potężną ognistą kulę.
Wszechświat, bardzo gęsty u swych początków, znajdował się w stanie gwałtownego wzrostu, który doprowadził do wybuchu. Niektóre “odłamki" się skupiły i jako galaktyki wędrują coraz dalej i dalej. Taki właśnie Wszechświat znamy dzisiaj.
Pogląd głoszący, że Wszechświat zapoczątkowany został niewyobrażalnie wielką eksplozją popularnie zwany jest teorią Wielkiego Wybuchu. Zgodnie z nią obecny Wszechświat jest już nieco chłodniejszy, a prędkość jego ekspansji zmalała. Potrafimy to zmierzyć, korzystając z przesunięcia widm galaktyk ku czerwieni.
Promieniowanie, jakie dociera do nas w następstwie Wielkiego Wybuchu ma dziś mniejszą temperaturę. Traci swą energię w miarę rozszerzania się Wszechświata.
Satelita COBE mierżący ciepło wydzielone podczas wielkiej eksplozji, docierające do nas z każdego miejsca przestrzeni kosmicznej.
Wszechświat powstał mniej więcej 15 miliardów lat temu w następstwie gigantycznej eksplozji, zwanej “Wielkim Wybuchem". Początkowo rozszerzał się bardzo gwałtownie i równie szybko ochładzał. Promieniowanie, jakie wówczas wypełniło Wszechświat potrafimy dziś zmierzyć, nazywając je promieniowaniem tła. Z chwilą powstania galaktyk, Wszechświat przybrał formę zbliżoną do dzisiejszej, charakteryzującą się oddalaniem galaktyk z umiarkowaną prędkością.
Niesamowita energia kwazarów
Im dalej znajduje się obiekt, tym więcej czasu potrzebuje jego światło by do nas dotrzeć. Tym samym jednak oznacza to, że wglądając coraz głębiej w Kosmos cofamy się w czasie. Na przykład galaktykę oddaloną o miliard lat świetlnych postrzegamy tak, jak wyglądała przed miliardem lat, tyle bowiem zajęło światłu przez nią wyemitowanemu dotarcie do Ziemi. Dzięki temu obserwacje najdalej położonych galaktyk dają sposobność obejrzenia przeszłego obrazu Wszechświata.
Jakie są te młode galaktyki, powstałe wkrótce po początku Wszechświata? Czy różnią się istotnie od swych siostrzyc w średnim wieku, takich jak Droga Mleczna lub jej najbliższe sąsiadki? Aby odpowiedzieć na to pytanie, należy przyjrzeć się najdalszym ze znanych galaktyk.
W roku 1963 stwierdzono, że tzw. kwazary oddalają się od nas z szybkością w przybliżeniu równą 1/3 prędkości światła. Zgodnie z prawem Hubble'a, obiekt uciekający tak szybko musiał się znajdować w odległości około 5 miliardów lat świetlnych, a więc znacznie dalej niż jakkolwiek znana wówczas galaktyka! Dziś znamy więcej kwazarów położonych jeszcze dalej, w pobliżu najodleglejszych rubieży Wszechświata, jakie potrafimy jeszcze obserwować. Kwazary to właśnie młode galaktyki uformowane wkrótce po powstaniu Wszechświata. Cechuje je — w porównaniu ze zwykłymi galaktykami — znacznie jaśniejsze jądro.
W jądrze kwazara znajduje się bardzo gęsty obiekt, prawdopodobnie czarna dziura, charakteryzowana tak wiką siłą grawitacji, że wręcz wsysa materie galaktyki. Z jądra wydostają się jedynie strumienie elektronów o wysokiej energii.
Promieniowanie emitowane przez kwazara może na przestrzeni kilku miesięcy ulegać znacznym zmianom.
Kwazary mają bardzo jasne jądra, dzięki czemu potrafimy je dostrzec z tak wielkiej odległości. W obrębie tego świetlistego jądra zachodzą zmiany, których do końca nie rozumiemy, a które wyzwalają olbrzymie ilości energii emitowanej w przestrzeń kosmiczną zarówno w formie światła, jak i fal radiowych. Wiele z kwazarów znamy właśnie jako potężne źródła sygnałów radiowych.
Przyszłość Wszechświata
W pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu Wszechświat rozszerzał się z wielką prędkością. Obecnie jest ona już znacznie mniejsza. Dlaczego tak się stało?
Odpowiedzialna za to jest grawitacja. Galaktyki bowiem wzajemnie się przyciągają, a siła ta była większa, kiedy leżały stosunkowo niedaleko od siebie. Dziś, gdy odległości międzygalaktyczne niepomiernie wzrosły, owo wzajemne przyciąganie osłabło, zatem i mniejsza jest prędkość rozszerzania się Wszechświata.
Czemu interesujemy się spowolnieniem ekspansji Wszechświata? Otóż jego przyszłość zależy właśnie od przebiegu tego zjawiska. Zdaniem naukowców przyszły bieg wydarzeń może mieć dwojaki charakter.
Możliwe, że ekspansja Wszechświata, choć coraz wolniejsza, nigdy nie ustanie. Jego wygląd przez kolejne miliardy lat zmieniał się będzie w niewielkim stopniu. Później, w miarę umierania kolejnych galaktyk i nie powstawania nowych gwiazd, będzie coraz słabszy i chłodniejszy. Taki Wszechświat nazwano mianem otwartego.
Z drugiej strony jest też możliwe, że siła grawitacji będzie na tyle silna, by w pewnym momencie powstrzymać rozszerzanie się Wszechświata. Po wielu miliardach lat osiągnie swe największe rozmiary, a następnie zacznie się kurczyć coraz szybciej i szybciej, by w końcu zakończyć istnienie wielką implozją. Taki Wszechświat przyjęto nazywać zamkniętym.
Przyszłość Wszechświata zależy od siły przyciągania. Jeśli zatem we Wszechświecie istnieje wystarczająca ilość materii, również wystarczająco duża będzie grawitacja, by powstrzymać jego ekspansję. Większość naukowców jednak sądzi, że rozszerzanie się Wszechświata nigdy nie ustanie. Aby zaczął się w przyszłości kurczyć, musiałby zawierać 10 razy więcej materii niż wynika z obecnych obliczeń. Nie można jednak wykluczyć, że w przestrzeni istnieją duże ilości nieodkrytej jeszcze czarnej materii.
O ile nie można mieć pewności co do przyszłości Wszechświata, o tyle przyszłość Ziemi jest jednoznacznie określona przez Słońce. W ciągu 5 miliardów lat wypali ono cały wodór zawarty w jądrze, a następnie zacznie się powiększać, by zamienić w czerwonego olbrzyma. Widziane wtedy z Ziemi będzie zajmowało wielką część nieboskłonu. Nadmierne ilości ciepła sprawią, że wyparują oceany i zniknie atmosfera ziemska. Oznaczać to będzie koniec Ziemi jako zamieszkanej planety.
W poszukiwaniu rozumnych istot we Wszechświecie
Wszechświat jest pełen galaktyk. W tej części, którą potrafimy obserwować jest ich około miliarda, a każda ma ponad 100 miliardów gwiazd. Zdaniem niektórych naukowców wiele z tych gwiazd posiada układy planetarne. Wiemy, że co najmniej na jednej z planet — Ziemi — żyją istoty rozumne. Mimo wielu wątpliwości nie jest niedorzecznością sądzić, że we Wszechświecie występuje wiele planet o warunkach zbliżonych do ziemskich. Jeśli tak, to na niektórych z nich musiało powstać życie, podobnie jak niegdyś a Ziemi, i przynajmniej w kilku wypadkach mogło przybrać formy inteligentnych cywilizacji. Co więcej, można podejrzewać, że inteligentne formy życia są zjawiskiem dosyć powszechnym w Kosmosie.
Gdzie zatem szukać tego pozaziemskiego życia? Dotychczasowy stan wiedzy wskazuje, że jeśli rzeczywiście istnieje, należy go szukać poza Układem Słonecznym. Tajemniczy mieszkańcy Księżyca lub Marsa istnieją jedynie w bajkach, nie stwierdzono bowiem żadnych śladów życia w Układzie słonecznym. Powinniśmy ich więc szukać w innych systemach planetarnych. Problem polega jednak na tym, że rakieta poruszająca się z prędkością około 1000 km/s dotrze w pobliże najbliższej gwiazdy za ponad 1000 lat. Tak znaczne odległości zupełnie uniemożliwiaj ą penetrację obszarów poza Układem Słonecznym.
Sonda kosmiczna Pionier, która opuści Układ Słoneczny, zabrała plakietkę zawierającą przesłanie i pozdrowienia dla istot pozaziemskich.
Każda cywilizacja techniczna powinna potrafić wykryć istnienie na Ziemi rozumnych istot za sprawą umykających w kosmos sygnałów pochodzących z naszych transmisji radiowych bądź telewizyjnych, których największe natężenie notowane jest na kontynentach północnoamerykańskim i europejskim.
Nieustannego poszukiwania we Wszechświecie istot rozumnych dokonuje się za pomocą gigantycznego radioteleskopu (średnica czaszy wynosi 300 m), znajdującego się w Arecibo, w Puerto Rico. Dzięki temu urządzeniu naukowcy wysyłają ku najbliższym gwiazdom sygnały świadczące o naszej obecności. Większe jednak nadzieje wiążą z przechwytywaniem transmisji radiowych bądź telewizyjnych pochodzących od cywilizacji podobnych do naszej. Jeśli nasi sąsiedzi we Wszechświecie mieszkają zbyt daleko, by złożyć im wizytę, może się choć uda obejrzeć ich programy telewizyjne!