چرا کیهان سرد است؟
اگر به آسمان شب نگاه کنید، تاریکی و سرمای عمیقی را احساس خواهید کرد. این سرما چیزی نیست که فقط در فضای بین ستاره‌ها وجود داشته باشد، بلکه ویژگی اصلی کل کیهان است. اما چرا کیهان سرد است؟ آیا همیشه این‌طور بوده یا زمانی گرم‌تر از امروز بوده است؟ از دمای اولیه جهان در زمان بیگ‌بنگ تا فرآیندهای کیهانی که باعث کاهش دما شده‌اند، دلایل متعددی وجود دارند که سردی گسترده کیهان را توضیح می‌دهند. در این مقاله بررسی می‌کنیم که چرا دمای کیهان چنین مقدار پایینی دارد، چگونه این سرما شکل گرفته و چه عواملی در ادامه روند سردتر شدن جهان نقش دارند.
چرا کیهان سرد است؟
دمای کیهان در گذشته
آیا همه‌ی نقاط کیهان دمای یکسانی دارند؟
تأثیر سردی کیهان بر سیارات و ستارگان
نقش انبساط کیهان در سرد شدن آن
آیا کیهان تا ابد سردتر خواهد شد؟
تأثیر ماده تاریک و انرژی تاریک بر سردی کیهان
نقش سیاهچاله‌ها در ساختار حرارتی کیهان
آیا ستارگان می‌توانند جلوی سرد شدن کیهان را بگیرند؟
مطالعه کیهان با استفاده از سردی آن
تأثیر سرما بر آینده زندگی کیهان
سخن آخر
چرا کیهان سرد است؟
کیهان در ابتدای پیدایش خود دمایی فوق‌العاده بالا داشت. وقتی بیگ‌بنگ رخ داد، دمای جهان به حدی بود که حتی اتم‌ها نمی‌توانستند شکل بگیرند. اما با گذر زمان، همان‌طور که جهان گسترش پیدا کرد، دمای آن نیز کاهش یافت. این اتفاق به دلیل پدیده‌ای به نام انبساط کیهانی رخ داد. در فیزیک، وقتی گازی منبسط می‌شود، دمای آن کاهش می‌یابد و این دقیقاً همان چیزی است که برای جهان ما اتفاق افتاده است.
در مراحل اولیه، کیهان چگالی و دمایی بسیار بالا داشت، اما همان‌طور که انبساط ادامه یافت، دما کاهش پیدا کرد. امروزه، میانگین دمای پس‌زمینه کیهانی چیزی در حدود ۲.۷۳۵ کلوین است، که بسیار نزدیک به صفر مطلق محسوب می‌شود. دلیل دیگر این سرما این است که هیچ منبع گرمای مرکزی و یکنواختی در سراسر کیهان وجود ندارد. در کهکشان راه شیری و دیگر کهکشان‌ها، ستارگان گرمای زیادی تولید می‌کنند، اما فضاهای وسیعی بین این اجرام وجود دارند که تقریباً هیچ چیزی در آنها نیست و در نتیجه گرمای چندانی در این نواحی باقی نمی‌ماند.
عامل دیگر سردی کیهان، اتلاف انرژی تابشی است. در فضا، انرژی تابشی که از اجرام داغ مانند ستارگان ساطع می‌شود، به راحتی در تاریکی بی‌نهایت گم می‌شود. برخلاف سیاره زمین که دارای جو برای حفظ گرماست، فضا هیچ مانعی برای نگه داشتن گرما ندارد و در نتیجه حرارت به‌راحتی پراکنده می‌شود. همین مسئله باعث می‌شود که دما در مناطق دورافتاده فضا، به طرز شگفت‌انگیزی پایین باشد.
اما آیا کیهان همیشه سردتر می‌شود؟ در مدل‌های کیهان‌شناسی، اگر انبساط جهان به همین شکل ادامه پیدا کند، دمای آن باز هم کاهش خواهد یافت. این فرآیند به‌عنوان “مرگ گرمایی کیهان” شناخته می‌شود، جایی که دمای جهان آن‌قدر پایین می‌آید که هیچ گونه فعالیت ترمودینامیکی دیگری در آن ممکن نخواهد بود.
دمای کیهان در گذشته
یکی از مهم‌ترین پرسش‌هایی که در مورد دمای کیهان مطرح می‌شود این است که آیا همیشه اینقدر سرد بوده است یا در گذشته دمای بالاتری داشته؟ پاسخ کوتاه این است: بله، کیهان در گذشته بسیار گرم‌تر بوده است. برای درک این موضوع، باید به عقب برگردیم و به لحظات اولیه پس از بیگ‌بنگ نگاه کنیم.
حدود ۱۳.۸ میلیارد سال پیش، جهان از یک نقطه بی‌نهایت چگال و داغ آغاز شد. در کسری از ثانیه پس از بیگ‌بنگ، دمای کیهان به تریلیون‌ها درجه کلوین می‌رسید، به حدی که حتی کوارک‌ها و گلوئون‌ها که اجزای سازنده پروتون‌ها و نوترون‌ها هستند، نمی‌توانستند کنار هم باقی بمانند. با گذشت زمان و انبساط بیشتر، دما کاهش یافت و اجازه داد که اولین اتم‌ها شکل بگیرند.
حدود ۳۸۰ هزار سال پس از بیگ‌بنگ، دمای جهان به حدود ۳۰۰۰ کلوین کاهش یافت و این نقطه‌ای بود که اولین اتم‌های هیدروژن و هلیوم پایدار شدند. در همین زمان بود که کیهان برای اولین‌بار شفاف شد و پرتوهای پس‌زمینه کیهانی که امروزه آنها را با ماهواره‌ها مشاهده می‌کنیم، منتشر شدند. این تابش که امروزه به‌عنوان تابش زمینه کیهانی (CMB) شناخته می‌شود، یکی از قوی‌ترین شواهد برای تأیید نظریه بیگ‌بنگ است.
در دوران بعدی، کهکشان و ستارگان شروع به شکل‌گیری کردند. ستارگان به‌عنوان منابع گرمایی موضعی، دما را در برخی نواحی افزایش دادند. اما حتی با وجود این منابع گرما، بیشتر حجم کیهان همچنان سرد باقی ماند. امروزه، مناطقی مانند میان‌کهکشانی و فضای بین ستاره‌ای دمایی بسیار پایین دارند و این به دلیل همان گسترش مداوم کیهان است.
آیا همه‌ی نقاط کیهان دمای یکسانی دارند؟
در نگاه اول، ممکن است تصور کنیم که دمای کیهان در تمام نقاط آن یکسان است، اما واقعیت پیچیده‌تر از این است. درحالی‌که دمای تابش زمینه کیهانی تقریباً در سراسر جهان مقدار ثابتی برابر با ۲.۷۳۵ کلوین دارد، اما این مقدار به‌طور کامل یکنواخت نیست. در حقیقت، نقشه‌های تابش زمینه کیهانی که توسط ماهواره‌هایی مانند پلانک (Planck) و WMAP تهیه شده‌اند، نوسانات کوچکی را در دما نشان می‌دهند که به نام ناهمسانگردی‌های تابش زمینه کیهانی شناخته می‌شوند. این ناهمسانگردی‌ها شواهدی از چگونگی توزیع ماده در جهان اولیه ارائه می‌دهند و در واقع، تفاوت‌های دمایی کوچکی هستند که بعدها باعث شکل‌گیری کهکشان‌ها و ساختارهای بزرگ کیهانی شدند.
از سوی دیگر، مناطقی در کیهان وجود دارند که به دلیل حضور اجرام خاصی، دمای بسیار بالاتری دارند. به‌عنوان مثال، در هسته‌ی کهکشان‌ها و اطراف سیاهچاله‌های پرجرم، گازها به شدت گرم شده و دمای آنها به میلیون‌ها درجه می‌رسد. همچنین، خوشه‌های کهکشانی دارای گازهای بین کهکشانی فوق‌العاده داغ هستند که تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی و تابش‌های کیهانی قرار دارند.
در نقطه مقابل، فضاهای وسیعی میان‌کهکشانی که هیچ جرم قابل‌توجهی در آنها وجود ندارد، بسیار سرد هستند و دمای آنها نزدیک به صفر مطلق است. این مناطق که به نام “فضای خالی کیهانی” شناخته می‌شوند، به دلیل نبود منابع گرمایی و عدم تراکم کافی ماده، تقریباً کاملاً منجمد هستند. بنابراین، درحالی‌که میانگین دمای کیهان بسیار پایین است، اما در نواحی خاصی می‌توان دماهای فوق‌العاده بالا یا پایین را مشاهده کرد.
تأثیر سردی کیهان بر سیارات و ستارگان
سردی کیهان تأثیر زیادی بر اجرام آسمانی مانند سیارات و ستارگان دارد. اگرچه ستارگان خود منبع تولید گرما هستند، اما برای اینکه بتوانند در برابر سرمای گسترده کیهان مقاومت کنند، باید به طور مداوم انرژی تولید کنند. در واقع، اگر فرآیندهای هسته‌ای درون ستارگان متوقف شود، آنها به‌سرعت سرد شده و به کوتوله‌های سیاه تبدیل خواهند شد.
سیارات نیز بسته به موقعیتشان در منظومه‌های مختلف، تحت تأثیر سرمای کیهان قرار دارند. به‌عنوان مثال، اورانوس و پلوتون در منظومه شمسی نمونه‌های خوبی از تأثیر سرما بر اجرام آسمانی هستند. اورانوس، به‌رغم داشتن اندازه‌ای بزرگ، به دلیل فاصله‌ی زیاد از خورشید و کمبود منابع گرمایی داخلی، یکی از سردترین سیارات منظومه شمسی است. در همین حال، پلوتون که یک سیاره کوتوله محسوب می‌شود، دمایی به شدت پایین دارد و سطح آن پوشیده از نیتروژن یخ‌زده است.
یکی دیگر از تأثیرات سرمای کیهانی، بر نحوه شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها است. در اوایل جهان، زمانی که کیهان گرم‌تر بود، تشکیل ستارگان به میزان بیشتری رخ می‌داد، اما امروزه به دلیل کاهش دما، میزان شکل‌گیری ستارگان جدید کمتر شده است. بسیاری از ستاره‌های امروزی در کهکشان‌هایی مانند کهکشان راه شیری در حال سرد شدن و رسیدن به مراحل پایانی عمر خود هستند.
سرمای کیهان همچنین می‌تواند بر کاوش‌های فضایی تأثیر بگذارد. فضاپیماهایی که به اعماق منظومه شمسی یا فراتر از آن فرستاده می‌شوند، باید به گونه‌ای طراحی شوند که بتوانند در برابر سرمای شدید فضا دوام بیاورند. به همین دلیل، ناسا و دیگر آژانس‌های فضایی، فضاپیماهای خود را به سیستمهای گرمایشی مجهز می‌کنند تا در سرمای فضای بین‌ستاره‌ای یخ نزنند.
نقش انبساط کیهان در سرد شدن آن
یکی از اصلی‌ترین دلایلی که باعث سرد شدن کیهان شده، انبساط مداوم آن است. این نظریه که برای اولین بار توسط ادوین هابل در دهه ۱۹۲۰ مطرح شد، نشان داد که کهکشان‌ها در حال دور شدن از یکدیگر هستند. این کشف، پایه‌گذار نظریه مه‌بانگ (Big Bang) شد که بیان میکند کیهان در ابتدا بسیار متراکم و داغ بود، اما از آن زمان تاکنون در حال گسترش و سرد شدن است.
اما چرا انبساط کیهان باعث سردی آن می‌شود؟ برای درک این موضوع، می‌توان آن را به بادکنکی که در حال باد شدن است تشبیه کرد. در ابتدا، مولکول‌های هوا درون بادکنک متراکم هستند و دمای نسبتاً بالایی دارند. اما با افزایش حجم بادکنک، این مولکول‌ها از یکدیگر دور می‌شوند و انرژی آنها کاهش می‌یابد، در نتیجه دمای آنها پایین می‌آید. به همین ترتیب، وقتی جهان منبسط می‌شود، انرژی موجود در آن رقیق‌تر شده و دما کاهش می‌یابد.
یکی از شواهد این سرد شدن، تابش زمینه کیهانی است که بقایای گرمای باقی‌مانده از مه‌بانگ را نشان می‌دهد. در ابتدا، جهان چنان داغ بود که ماده و انرژی در قالب یک پلاسما متراکم و درخشان وجود داشت. اما با گذشت زمان و انبساط کیهان، این تابش‌ها کشیده شدند و طول موج آنها افزایش یافت، تا جایی که امروزه این امواج در محدوده مایکروویو قرار دارند و دمایی بسیار پایین، در حدود ۲.۷۳۵ کلوین دارند.
این فرآیند همچنان ادامه دارد، و کیهان به مرور زمان سردتر خواهد شد. اگر انبساط جهان تا بی‌نهایت ادامه یابد، سناریویی به نام “مرگ گرمایی کیهان” یا “Big Freeze” رخ خواهد داد. در این سناریو، کهکشان‌ها به قدری از یکدیگر فاصله می‌گیرند که شکل‌گیری ستارگان جدید متوقف شده و جهان به محیطی تاریک و یخ‌زده تبدیل خواهد شد.
آیا کیهان تا ابد سردتر خواهد شد؟
یکی از سوالات مهم در کیهان‌شناسی این است که آیا جهان همیشه به همین روند ادامه خواهد داد یا نه؟ پاسخ این سوال وابسته به چند عامل کلیدی است: میزان انرژی تاریک، سرعت انبساط کیهان و ساختار کلی جهان. یکی از نظریه‌های اصلی در این زمینه، همان مرگ گرمایی است که در بخش قبل توضیح داده شد. در این سناریو، انبساط کیهان بی‌پایان ادامه می‌یابد و کهکشان‌ها، ستارگان، و حتی سیارات به قدری از یکدیگر فاصله می‌گیرند که هیچ انرژی قابل استفاده‌ای باقی نمی‌ماند. در نهایت، همه چیز به سرنوشت سرد و تاریکی مطلق دچار خواهد شد.
اما نظریه‌های دیگری نیز وجود دارند. یکی از آنها سناریوی انقباض بزرگ (Big Crunch) است که پیشنهاد میکند ممکن است روزی نیروی گرانش بر انرژی تاریک غلبه کرده و انبساط کیهان متوقف شود. در این صورت، کهکشان‌ها بهتدریج به سمت یکدیگر کشیده شده و در نهایت، جهان دوباره در یک نقطه متراکم و فوق‌العاده داغ فروخواهد ریخت. اگر این اتفاق بیفتد، احتمالاً کیهان بار دیگر از نو متولد خواهد شد، مفهومی که به آن مه‌بانگ چرخه‌ای (Cyclic Big Bang) گفته می‌شود.
یک نظریه دیگر به نام “شکاف بزرگ (Big Rip)” بیان میکند که انرژی تاریک نه‌تنها باعث انبساط جهان می‌شود، بلکه ممکن است در نهایت، ساختار فضا-زمان را از هم بپاشد. در چنین حالتی، کهکشان‌ها، ستارگان و حتی اتم‌ها از هم گسسته شده و جهان به شکلی کاملاً غیرقابل‌تصور نابود خواهد شد. تا به امروز، دانشمندان نمی‌توانند با قطعیت بگویند که کدام سناریو رخ خواهد داد. اما چیزی که می‌دانیم این است که کیهان همچنان در حال گسترش و سرد شدن است، و حداقل در آینده‌ی نزدیک، این روند تغییری نخواهد کرد.
تأثیر ماده تاریک و انرژی تاریک بر سردی کیهان
در بحث سردی کیهان، ماده تاریک و انرژی تاریک نقش‌های کلیدی اما نامرئی دارند. این دو مؤلفه که بیش از ۹۵ درصد از کل جرم-انرژی جهان را تشکیل می‌دهند، هنوز به‌طور کامل درک نشده‌اند، اما تأثیر عمیقی بر انبساط کیهان و در نتیجه کاهش دمای آن دارند.
ماده تاریک، همان‌طور که از نامش پیداست، قابل‌مشاهده نیست و مستقیماً با نور تعامل ندارد. بااین‌حال، دانشمندان با مشاهده اثرات گرانشی آن بر کهکشان‌ها متوجه شده‌اند که این ماده به‌طور گسترده‌ای در جهان وجود دارد. اگرچه ماده تاریک عمدتاً به حفظ ساختار کهکشان‌ها کمک میکند، اما حضور آن باعث تغییر در نحوه‌ی توزیع دما و انرژی در کیهان می‌شود. در غیاب ماده تاریک، کهکشان‌ها ممکن بود به شکل کاملاً متفاوتی رشد کنند، و در نتیجه، دمای کیهان در بخش‌های مختلف ممکن بود به‌طور چشمگیری متفاوت باشد.
اما مهم‌تر از ماده تاریک، انرژی تاریک است که نیروی اصلی پشت انبساط شتاب‌دار کیهان محسوب می‌شود. انرژی تاریک، برخلاف گرانش که تمایل به جمع کردن مواد دارد، باعث می‌شود که فضا-زمان با سرعتی بیشتر از گذشته گسترش یابد. این افزایش سرعت انبساط به این معناست که فواصل میان کهکشان‌ها سریع‌تر از قبل زیاد می‌شود، و همین موضوع میزان تعامل حرارتی میان اجرام کیهانی را کاهش می‌دهد. در نتیجه، تبادل گرما کمتر شده و فضا حتی بیشتر از قبل سردتر می‌شود.
اگر انرژی تاریک به همین روند ادامه دهد، ممکن است باعث شود کهکشان‌ها و اجرام آسمانی به نقطه‌ای برسند که دیگر هیچ‌گونه برهم‌کنشی با یکدیگر نداشته باشند. در چنین سناریویی، کیهان به سرنوشتی دچار خواهد شد که در آن، دمای محیط آن‌قدر پایین می‌آید که هرگونه فعالیت فیزیکی متوقف می‌شود. این نظریه که به “انجماد بزرگ” (Big Freeze) معروف است، یکی از محتمل‌ترین آینده‌های پیش روی جهان محسوب می‌شود.
نقش سیاهچاله‌ها در ساختار حرارتی کیهان
سیاهچاله‌ها از عجیب‌ترین و مرموزترین اجرام کیهانی هستند که تأثیرات جالبی بر ساختار حرارتی فضا دارند. اگرچه سیاهچاله‌ها به دلیل گرانش فوق‌العاده قوی خود همه چیز را به درون خود می‌کشند، اما آنها نیز می‌توانند بر چگونگی توزیع دما در کیهان اثر بگذارند.
یکی از مهم‌ترین نظریه‌ها در مورد سیاهچاله‌ها، تابش هاوکینگ است که توسط فیزیکدان مشهور، استیون هاوکینگ، مطرح شد. طبق این نظریه، سیاهچاله‌ها به‌آرامی تابش‌هایی از خود منتشر می‌کنند که به‌مرور زمان باعث کاهش جرم و در نهایت نابودی آنها می‌شود. این تابش‌ها، اگرچه بسیار ضعیف هستند، اما نشان می‌دهند که سیاهچاله‌ها می‌توانند نوعی نقش گرمایی در کیهان داشته باشند. بااین‌حال، میزان این تأثیر در مقیاس کلی جهان بسیار ناچیز است و نقشی در جلوگیری از سرد شدن گسترده‌ی فضا ندارد.
سیاهچاله‌ها همچنین به‌طور غیرمستقیم در تولید گرما از طریق جت‌های نسبیتی نقش دارند. زمانی که ماده به درون یک سیاهچاله سقوط میکند، پیش از بلعیده شدن، به‌شدت فشرده و داغ شده و می‌تواند فوران‌هایی از انرژی را به بیرون پرتاب کند. این جت‌های قدرتمند می‌توانند محیط اطراف را گرم کرده و حتی کهکشان‌های میزبان خود را تحت تأثیر قرار دهند.
بااین‌حال، در مقیاس کلی کیهان، تعداد سیاهچاله‌ها و میزان انرژی که آنها منتشر می‌کنند به‌اندازه‌ای نیست که بتواند در برابر انبساط کیهان و کاهش دما مقابله کند. درواقع، هرچند که سیاهچاله‌ها نقاطی از جهان را برای مدتی گرم می‌کنند، اما در نهایت، آنها نیز در فرآیند سرد شدن کلی کیهان نقشی نخواهند داشت.
آیا ستارگان می‌توانند جلوی سرد شدن کیهان را بگیرند؟
ستارگان، از جمله خورشید خودمان، یکی از منابع اصلی گرما در جهان محسوب می‌شوند. آنها از طریق واکنش‌های همجوشی هسته‌ای، مقادیر عظیمی از انرژی را تولید کرده و به فضا منتشر می‌کنند. این گرما، علاوه بر گرم کردن سیاراتی مانند زمین، در مقیاس وسیع‌تری نیز باعث افزایش دما در کهکشان‌ها و محیط اطرافشان می‌شود.
بااین‌حال، نقش ستارگان در برابر سرد شدن کیهان بسیار محدود است. یکی از دلایل اصلی این محدودیت، عمر محدود ستارگان است. ستارگان برای همیشه نمی‌سوزند؛ هرکدام از آنها پس از مدتی، بسته به جرمشان، به پایان عمر خود می‌رسند. برخی به کوتوله‌های سفید، برخی به ابرنواخترها و برخی دیگر به سیاهچاله‌ها تبدیل می‌شوند.
یکی دیگر از عواملی که باعث کاهش تأثیر ستارگان بر گرمای کیهان می‌شود، کاهش نرخ تولد ستارگان در جهان است. در اوایل عمر کیهان، ستاره‌های زیادی متولد می‌شدند، اما با گذشت زمان، میزان مواد خام لازم برای تشکیل ستارگان جدید کاهش یافته و این روند کندتر شده است. در آینده‌ی بسیار دور، ستارگان کمتری تشکیل خواهند شد، و با خاموش شدن نسل‌های قدیمی، جهان بهتدریج به محیطی سرد و تاریک تبدیل خواهد شد.
بنابراین، هرچند که ستارگان در حال حاضر منابع مهمی از گرما در کیهان هستند، اما در برابر انبساط مداوم جهان، تأثیر آنها در مقیاس کیهانی ناچیز بوده و نمی‌توانند مانع از سرد شدن کلی فضا شوند.
مطالعه کیهان با استفاده از سردی آن
یکی از جنبه‌های جالب سردی کیهان این است که به دانشمندان کمک میکند تا اطلاعات بیشتری درباره‌ی جهان و گذشته‌ی آن به دست آورند. به‌طور خاص، دمای پایین فضا به اخترفیزیکدانان اجازه می‌دهد که امواج رادیویی، مایکروویو و سایر اشکال تابش را با دقت بیشتری بررسی کنند.
یکی از بهترین نمونه‌ها، تابش زمینه‌ی کیهانی است که بقایای مه‌بانگ را نشان می‌دهد. این تابش که دمایی در حدود ۲.۷۳۵ کلوین دارد، یکی از مهم‌ترین ابزارها برای درک تاریخچه‌ی کیهان است. از طریق مطالعه‌ی این تابش، دانشمندان توانسته‌اند اطلاعاتی درباره‌ی چگونگی توزیع ماده در جهان اولیه به دست آورند و حتی سرنخ‌هایی از ماهیت ماده‌ی تاریک و انرژی تاریک پیدا کنند.
همچنین، سردی کیهان امکان مشاهده‌ی اجرامی مانند ابرهای گازی بسیار سرد را فراهم میکند. این ابرها که در سراسر کهکشان‌ها پراکنده‌اند، می‌توانند سرنخ‌هایی درباره‌ی نحوه‌ی تشکیل ستارگان و سیارات ارائه دهند.
علاوه بر این، دمای پایین فضا به فیزیکدانان اجازه می‌دهد که آزمایش‌هایی در شرایطی انجام دهند که در روی زمین امکان‌پذیر نیست. برای مثال، بررسی رفتار برخی مواد در دماهای بسیار پایین می‌تواند به درک بهتری از مکانیک کوانتومی منجر شود. بنابراین، هرچند که کیهان مکانی به‌شدت سرد و بی‌رحم است، اما همین سردی به ما امکان می‌دهد که آن را بهتر بشناسیم و اسرار آن را کشف کنیم.
تأثیر سرما بر آینده زندگی کیهان
سرد شدن تدریجی کیهان فقط یک موضوع علمی نیست، بلکه پیامدهای زیادی برای آینده‌ی احتمالی حیات در جهان دارد. هرچند که در حال حاضر زمین و سیاراتی مانند آن در مناطق قابل‌سکونت قرار دارند، اما اگر کیهان به سمت یک سرمای مطلق پیش برود، چالش‌هایی اساسی برای تداوم حیات در سطح کیهانی ایجاد خواهد شد.
یکی از مهم‌ترین عوامل بقای حیات، انرژی است. هرچه کیهان سردتر شود، منابع انرژی طبیعی مانند نور ستارگان کمتر و محدودتر خواهند شد. در حال حاضر، گرمایی که از ستارگان منتشر می‌شود، زیربنای اصلی بقای حیات در سیاراتی مانند زمین است. اما وقتی که ستارگان نسل‌های آینده به‌مرور خاموش شوند و کیهان تاریک‌تر و سردتر شود، احتمال وجود حیات در گستره‌ی کیهانی کاهش می‌یابد.
حتی اگر گونه‌هایی از حیات بتوانند در شرایط بسیار سرد دوام بیاورند، چالش‌های دیگری پیش روی آنها قرار خواهد گرفت. در دماهای بسیار پایین، واکنش‌های شیمیایی به‌شدت کند می‌شوند. این یعنی فرآیندهایی که برای حفظ ساختارهای زنده لازم هستند، به‌سختی اتفاق خواهند افتاد. همچنین، فقدان منابع گرمایی به این معناست که محیط‌هایی که به‌صورت طبیعی می‌توانند انرژی کافی برای شکل‌گیری و بقای حیات فراهم کنند، بسیار کمیاب خواهند شد.
بااین‌حال، برخی دانشمندان معتقدند که ممکن است گونه‌هایی از حیات بتوانند در محیط‌های به‌شدت سرد دوام بیاورند. در سیارات و قمرهایی مانند اورانوس، نشانه‌هایی از شیمی پیچیده‌ی آلی دیده شده که نشان می‌دهد امکان وجود زندگی در شرایط سرد هم وجود دارد. اگرچه این نوع زندگی احتمالاً با آنچه ما روی زمین می‌شناسیم تفاوت دارد، اما این احتمال هنوز به‌طور کامل رد نشده است.
از سوی دیگر، آینده‌ی بشر نیز در برابر این سرد شدن تدریجی چالش‌های زیادی خواهد داشت. اگر انسان‌ها روزی به تمدنی پیشرفته تبدیل شوند که در فضا زندگی می‌کنند، مجبور خواهند شد راهی برای مقابله با این سردی پیدا کنند. انرژی‌های مصنوعی، مانند همجوشی هسته‌ای یا استفاده از منابع گرمایی سیاهچاله‌ها، ممکن است راهکارهایی برای بقا در چنین جهانی باشند. اما بدون منابع پایدار گرمایی، زندگی همان‌طور که ما آن را می‌شناسیم، بسیار دشوار خواهد شد.
درنهایت، هرچند که کیهان به سمت سردی پیش می‌رود، اما حیات و هوش ممکن است راه‌هایی برای ادامه‌ی مسیر خود پیدا کنند. سوال اصلی این است که آیا این موجودات خواهند توانست در این جهان بی‌نهایت سرد دوام بیاورند، یا اینکه سرما سرانجام همه‌ی چیزهایی را که می‌شناسیم، از بین خواهد برد؟
سخن آخر
کیهان یک محیط عظیم، رازآلود و در عین حال سرد است. از زمان بیگ‌بنگ تاکنون، جهان به‌طور مداوم در حال انبساط و کاهش دما بوده و این فرآیند همچنان ادامه دارد. تابش زمینه کیهانی، نقش انبساط جهان و توزیع ماده، همگی عواملی هستند که در سردی کیهان نقش دارند. بااین‌حال، هنوز پرسش‌های بسیاری در مورد آینده‌ی کیهان بی‌پاسخ مانده‌اند. آیا کیهان تا ابد سردتر خواهد شد؟ آیا ممکن است در آینده تغییراتی اساسی در ساختار آن رخ دهد؟ این‌ها سوالاتی هستند که علم کیهان‌شناسی هنوز به دنبال پاسخ آن‌هاست. در هر صورت، آنچه مسلم است این است که سردی کیهان، یکی از ویژگی‌های اساسی آن است که تأثیرات عمیقی بر نحوه‌ی تکامل ستارگان، کهکشان‌ها و ساختار کلی جهان دارد.
منبع: دیجی‌کالا مگ
