Om två veckor slutar 2016, och det verkar som om solsystemet, galaxen och universum inte har förändrats alls efter ett år. Vi avslutade en ny bana runt solen, men det fanns mer än 4,5 miljarder. Och även om vi kanske har märkt några stora händelser som inträffar i universum varje år, nämligen:
- ankomsten av kometer, - skönheten i meteorregn, - blinkande närmaste stjärna, - destruktiva supernovor, - det här är bara de mest uppenbara förändringarna.
Vanligtvis tänker vi på ett år som en ganska lång tidsperiod. I mänskliga termer kan mycket hända på 365 dagar (eller så). Men jämfört med universum, som är 13,8 miljarder år gammalt, är ett år bokstavligen ett ögonblick. På allvar, om vi jämför universums ålder med ett år, skulle det jämföra mänskligt liv med 0,2 sekunder. Och även under en period så kort som ett år äger subtila förändringar rum i vårt solsystem, vår galax och universum, vilket ger stora, långsamma förändringar på de största tidsskalorna.
Kampanjvideo:
Jordens rotation har avtagit
Naturligtvis märkte du det knappast. Tiden det tar för jorden att rotera runt sin axel en gång - om dagen - är 14 nanosekunder längre än det tog för en sådan rotation för ett år sedan. Men om du väntar tillräckligt länge ökar det. Om fyra miljarder år kommer vår rotation att sakta ner tillräckligt för att eliminera skottår: det kommer exakt 365 dagar om året. Av detta följer också att dagen på jorden var kortare vid solsystemets början: Jorden gjorde en revolution på 6-8 timmar, eftersom året bestod av mer än tusen dagar. Men långsam rotation är bara början.
Månen är längre bort i år än förra året
Återigen är det osannolikt att du kommer att märka detta, men det finns en grundläggande bevarande lag som gör detta nödvändigt: bevarande av vinkelmoment. Föreställ dig jorden-månsystemet: de kretsar runt sina axlar, medan månen kretsar runt jorden. Om jordens rotation saktar ner betyder det att något måste balanseras mot denna förlust. Det här är månen som kretsar runt jorden: Månen rör sig bort för att bevara systemet. Under ett år kommer du naturligtvis inte att märka detta borttagning, inte ens med hjälp av en genial laser - skillnaden i Månens omlopp visas i centimeter per år. Men med tiden, när 650 miljoner år har gått, kommer det inte längre att finnas något som en total solförmörkelse, eftersom månen kommer att vara tillräckligt långt borta att även perfekt anpassade solförmörkelser i bästa fall är ringformade.
Solen är varmare än för ett år sedan
Men bara i genomsnitt, observera, eftersom variationerna i solen är ännu större än den totala uppvärmningseffekten. De kan verkligen inte lägga till den totala uppvärmningen som jorden upplever, eftersom solens ljusstyrka ökar med cirka fem miljarder procent i ett år, 0,00000000005%. Tillräckligt med tid kommer att gå och det kommer att märkas. Ser du, solen omvandlar materia till energi och förlorar cirka 1017 kg massa per år enligt Einsteins formel E = mc2. Genom att bränna av bränsle blir solen varmare, börjar bränna bränsle snabbare, och detta leder till en total ökning av energiproduktionen. Om två miljarder år kommer solen att vara tillräckligt varm för att koka jordens hav och avsluta det liv vi känner. I slutändan kommer den globala uppvärmningen orsakad av solen att avsluta oss alla.
Och allt detta finns bara i vårt solsystem; galaxen och allt bortom den förändrades också under året.
En ny stjärna föddes i vår galax, något mindre än solen
I Vintergatan bildas nya stjärnor på permanent basis i nebulosor, vilket leder till kluster av unga stjärnor. Vår nuvarande stjärnbildningshastighet är - såvitt vi känner till blygsam kunskap - 0,68 solmassor per år i vår galax. Detta är naturligtvis i genomsnitt: på hundra år kan en stjärna med 100 solmassor bildas, eller fem små stjärnor på ett år. I verkligheten sker stjärnbildningen gradvis och tar miljontals år. Men i genomsnitt har vi en ny stjärna, något mindre massiv än solen, varje år.
Vi har lagt till några chanser till en supernovaexplosion i vår galax
Vi brukade tro att supernovor är mycket sällsynta händelser, för det sista vi såg var en supernova Tycho 1572 och två Keplers 1604, som astronomer såg med blotta ögat. Men sedan dess har vi hittat andra som successivt har exploderat i vår galax, inklusive Cassiopeia i slutet av 1600-talet och Skytten i slutet av 1800-talet. Det är nu känt från observationer av andra galaxer att vår galax ska innehålla fyra gånger så många typer av Ia-supernovor och att vi förväntar oss två till sju supernovor varje sekel. Detta har dock inte godkänts fullständigt. Procentandelen av förväntningar kan vara mycket högre, och även om vi inte ser alla supernovor finns det en möjlighet att de var, och en till och med förra året. Chanserna är högre varje år.
Och på universums skala …
Universum är kallare i år än förra året
Big Bangs efterglöd är fruktansvärt kallt: bara 2,725 K över absolut noll. Och ändå utvecklades denna temperatur först efter 13,8 miljarder års kylning; innan det var det tillräckligt högt för att jonisera atomer, bryta kärnor, till och med tillät inte kvarkar och lim att bilda separata protoner och neutroner. Denna kylning och expansion fortsätter tills den når absolut noll. Under ett år märker vi knappast skillnaden, men vattnet sliter bort stenen. Några dussin fler i universum - och vi kommer inte längre att veta att den kosmiska mikrovågsbakgrunden någonsin funnits.
20 000 stjärnor har blivit ouppnåeliga för oss
Mörk energi fortsätter att få kraft och utvidga universum, vilket accelererar spridningen av avlägsna galaxer. På cirka 15 miljarder ljusår rör sig dessa galaxer snabbare från oss än det ljus vi avger kan resa. Av alla observerade galaxer i universum har 97% förlorat för oss för alltid. Men de återstående 3% kramar sig inte bara i närheten, de springer också snabbare och snabbare. För varje år som går har de 20 000 nya stjärnorna som nås (när de reser med ljusets hastighet) blivit oåtkomliga. Ju längre vi försenar resan till stjärnorna, desto mindre har vi kvar att besöka.
Universums liv kan vara långt och året kan vara kort i det stora tecknet, men ändå flyter allt, allt förändras. Om vi ser tillräckligt nära och noggrant kommer vi också att känna tidens gång. Inte bara här, i vår hemvärld utan också i solsystemet, galaxen, universum någonstans där ute.
ILYA KHEL
