Sayansi ya anga: Je, dunia itaisha vipi na lini?

Kifo cha baridi, giza na cha polepole. Mwisho wa ghafla na wenye nguvu. Au huenda ikawa hitimisho linaloelekea mwanzo mpya?

Hizi ni baadhi ya nadharia maarufu zinazojaribu kueleza namna mwisho wa ulimwengu unavyoweza kuwa katika siku za mbali sana kama utakuwa na mwisho hata.

Hatima ya ulimwengu bado ni miongoni mwa maswali yenye siri kubwa katika sayansi, kiasi kwamba wataalamu wanakiri kuwa idadi ya maswali inazidi kwa mbali majibu yaliyopo.

Lakini ili kuelewa jinsi yote yanaweza kuisha, ni lazima kwanza kuelewa jinsi yalivyoanza.

Mwanzo wa kila kitu

Ulimwengu ni kila kilichopo: anga, vitu (yaani kila kitu chenye uzito na kinachochukua nafasi), nishati, na hata wakati wenyewe, kulingana na NASA.

Asili yake mara nyingi hufafanuliwa kupitia kile kinachojulikana kama "nadharia ya Big Bang".

Nadharia hii inaeleza kwamba takriban miaka bilioni 13.8 iliyopita, ulimwengu ulikuwa katika hali ya msongamano mkubwa sana na joto kali, na tangu wakati huo umekuwa ukipanuka.

Kadri upanuzi ulivyoendelea, miundo mikubwa kama kundi la nyota, nyota na sayari iliendelea kuundwa hatua kwa hatua.

Ulimwengu unaendelea kupanuka hadi leo.

Hata hivyo, kwa hakika tunajua machache sana kuhusu tukio hili.

"Kazi yetu ni kama kuangalia mto mzima na mwenendo wake, bila kuweza kuchunguza kila molekuli ya maji inayopita ndani yake," anasema Profesa Alexander Zabot, mwanafizikia katika Chuo Kikuu cha Shirikisho cha Santa Catarina nchini Brazil.

Mgando mkubwa (The Great Freeze)

Ikiwa ulimwengu utaendelea kupanuka, nishati itasambaa kiasi kwamba kundi la nyota litaendelea kuachana zaidi na zaidi, nyota zitaacha kuumbika, na zilizopo zitakufa, kama inavyoelezwa na Royal Observatory Greenwich nchini Uingereza.

Kadiri trilioni za miaka zinavyopita, ulimwengu utazidi kuwa giza, hatimaye ukikaribia hali ya baridi na giza karibu na tambarare.

Nadharia hii inajulikana kama "Mgando mkubwa" (Great Freeze) au "Kifo cha Joto" (Heat Death).

Inategemea wazo kwamba atomi zote hatimaye zitafikia hali ya usawa wa joto (thermal equilibrium), yaani joto sawa kila mahali, ambapo michakato ya kimwili itaacha kufanya kazi, kulingana na Royal Institution.

Profesa msaidizi Raul Abramo wa Taasisi ya Fizikia ya Chuo Kikuu cha Sao Paulo nchini Brazil anasema:

"Dalili zote zinaonyesha kwamba ulimwengu utazidi kuwa tupu, baridi na wenye umbali mkubwa zaidi."

Anaongeza: "Kundi la nyota litaendelea kuachana, na nyota zitazeeka na kufa… Ni hali ya mwisho ambapo ulimwengu, kwa asili yake, utakuwa kama makaburi."

Mpasuko mkubwa (The Great Rift / Big Rip)

Ikiwa hali ya mgando mkubwa haishawishi, kuna nadharia nyingine kali zaidi.

Wazo hili linategemea ukweli kwamba upanuzi wa ulimwengu unaongezeka kutokana na kile kinachoitwa "nishati ya giza" (dark energy).

Ikiwa kasi hii itaendelea, inaweza kufikia hatua ambapo nguvu ya uvutano (gravity) haiwezi tena kushikilia vitu pamoja, kulingana na Royal Observatory Greenwich.

Nadharia hii inajulikana kama "Mpasuko mkubwa" (Great Rift / Big Rip).

NASA inaeleza kwamba uvutano ni nguvu inayovuta vitu kuelekea katikati ya miili ya angani. Inahifadhi sayari kwenye mizunguko yake, inadumisha uthabiti wa Dunia, na huzuia binadamu kusambaa angani. Pia huunganisha mifumo ya angani kama nyota, mifumo ya jua, mkusanyiko wa nyota na makundi yake.

Hata hivyo, nishati ya giza bado ni ya siri zaidi, na athari zake zinaonekana kuwa kinyume chake. Zabot anasema:

"Hatujui imeundwa na nini, lakini inajulikana kuleta aina ya msukumo wa kusukuma mbali, kama nguvu ya kupinga uvutano."

Kulingana na NASA, nishati hii huharakisha upanuzi wa ulimwengu, inachangia takriban asilimia 68 hadi 70 ya muundo wake, na iligunduliwa tu mwishoni mwa miaka ya 1990.

Haikugundulika mapema kwa sababu nguvu ya uvutano hutawala katika viwango vidogo kama binadamu, sayari na hata galaksi, ilhali athari ya nishati ya giza huonekana zaidi katika viwango vikubwa kati ya galaksi.

Zabot anasema: "Kadiri ulimwengu unavyozidi kupanuka, ndivyo nguvu ya kusukuma inayohusishwa na nishati ya giza inavyozidi kuwa kubwa." Anaongeza: "Nishati hii inaweza kuwa na ushawishi mkubwa zaidi hata katika viwango vidogo kadri upanuzi unavyoendelea."

Ikiwa nishati ya giza itakuwa isiyo thabiti, inaweza kusababisha "Big Rip", ambapo ulimwengu unapanuka kwa nguvu kiasi cha kuvunja nyota, sayari, na hata atomi, kulingana na NASA.

Zabot anaeleza kuwa jina la nadharia hii lina maana mbili: "RIP ina maana ya kupasuka, lakini pia ni kifupi cha 'Rest in Peace'." yaani{ Kupumzika kwa salama}

Mgogoro mkubwa (The Great Crunch / Big Crunch)

Bado kuna uwezekano mwingine wenye hali ya kutisha zaidi.

Ikiwa nishati ya giza itadhoofika au kubadilisha mwelekeo wake, uvutano unaweza kuanza kuvuta ulimwengu mzima kuelekea sehemu moja, na kusababisha mgogoro mkubwa, kulingana na NASA.

Nadharia nyingine inaeleza kuwa ulimwengu unaweza kujirudisha katika sehemu moja uliyotoka kabla ya kutokea kwa upanuzi wa dunia mwingine {Big Bang} nyingine na kuzaliwa kwa ulimwengu mpya.

Hali hii inajulikana kama "Big Crunch" au "Big Bounce", ikionyesha kuwa ulimwengu wetu na zile zijazo zinaweza kuwa katika mzunguko usio na mwisho wa kupanuka na kusinyaa.

Abramo anasema: "Hata hivyo, huu ni mfano mkali sana wa kinadharia, na hatuna data wala ushahidi kuuhusu."

Je, inawezekana kutabiri mwisho wa ulimwengu?

Jibu ni hapana.

Abramo anaeleza: "Hakuna dalili za mpasuko mkubwa au mfinyiko kamili katika siku zijazo."

Zabot anaongeza kuwa baadhi ya makadirio yanazungumzia trilioni za miaka, huku mengine yakihusisha muda mrefu zaidi.

Ikiwa umri wa ulimwengu ni angalau miaka bilioni 13.8, bado uko mbali sana kufikia hata trilioni moja ya miaka.

Utafiti wa hivi karibuni kutoka Chuo Kikuu cha Radboud nchini Uholanzi unaonyesha kuwa ulimwengu unaweza kuwa unaharibika kwa kasi zaidi kuliko ilivyodhaniwa awali, kwani mabaki ya nyota yanaweza kuchukua takriban miaka 10^78 kufikia mwisho wake.

Ni jambo lisilowezekana kwa binadamu kuwepo kushuhudia mwisho huo.

Dunia yenyewe inatarajiwa kutoweka mapema zaidi, jua litakapogeuka kuwa nyota jitu jekundu katika takriban miaka bilioni sita ijayo.

"Aukweli ni kwamba bado hatujui mengi kuhusu kosmolojia," anasema Abramo, akibainisha kuwa zana zilizopo kwa sasa ni chache kufanya vipimo sahihi vya ulimwengu.

Hii inafungua mlango kwa nadharia zaidi za kubuni, kama vile wazo la "ulimwengu nyingi" (multiverse), yaani uwezekano wa kuwepo kwa zaidi ya ulimwengu mmoja.

Imetafsiriwa na Mariam Mjahid