Hva er den oscillerende universsteorien?

1597
Philip Kelley
Hva er den oscillerende universsteorien?

De oscillerende universsteori eller syklisk univers foreslår at universet utvides og trekker seg på ubestemt tid. Richard Tolman (1881-1948), en matematiker ved California Institute of Technology, foreslo en matematisk basert teori om det pulserende universet rundt 1930.

Men ideen var ikke ny for Tolmans tid, siden gamle vediske skrifter allerede hadde foreslått noe lignende rundt 1500 f.Kr., om at hele universet var inneholdt i et kosmisk egg kalt Brahmanda.

Figur 1. Hubbles syn på det dype universet. For tiden utvides universet, men ifølge den oscillerende universteorien kommer det en tid da det trekker seg sammen. Kilde: Wikimedia Commons.

Takket være Edwin Hubble (1889-1953) er det bevist at universet for tiden utvides, noe som ifølge de fleste astronomer for tiden akselererer.

Artikkelindeks

  • 1 Forslag til den oscillerende universsteorien
  • 2 Urets materie
    • 2.1 Big Bang, Big Crunch og entropi
  • 3 Utviklingen av universet
    • 3.1 The Big Rip
    • 3.2 Mørk materie er nøkkelen
  • 4 Referanser

Oscillerende universets teoriforslag

Det Tolman foreslår er at utvidelsen av universet skjer takket være Big Bangs innledende impuls og vil stoppe når impulsen opphører på grunn av tyngdekraften..

Faktisk hadde den russiske kosmologen Alexander Friedmann (1888-1925) allerede innført matematisk i 1922 ideen om en kritisk tetthet av universet, under hvilken den utvides uten at tyngdekraften kan forhindre det, mens over den forhindrer den samme gravitasjonen ekspansjon og forårsaker sammentrekning til den kollapser.

I sin teori forutsier Tolman at tettheten i universet vil nå et punkt der utvidelsen stopper takket være gravitasjonsbremsen, og sammentrekningsfasen vil begynne, kalt Stor knase.

I løpet av denne fasen vil galaksene vokse nærmere og nærmere for å danne en enorm, utrolig tett masse som forårsaker den forventede kollapsen..

Teorien postulerer også at universet ikke har en spesifikk begynnelse og slutt, ettersom det er bygget og ødelagt vekselvis i sykluser på millioner av år..

Urmaterien

De fleste kosmologer aksepterer Big Bang-teorien som opprinnelsen til universet, som ble dannet gjennom den store opprinnelige eksplosjonen, fra en bestemt form for materie og energi med ufattelig tetthet og enorm temperatur.. 

Fra dette store første atomet dukket de elementære partiklene opp som vi kjenner: protoner, elektroner og nøytroner, i den form som kalles ylem, et gresk ord som den vise Aristoteles hadde brukt for å referere til urstoffet, kilden til all materie. 

De ylem den avkjølte seg gradvis etter hvert som den utvidet seg, og ble mindre tett hver gang. Denne prosessen etterlot et strålingsavtrykk på universet, som nå er oppdaget: mikrobølgestrålingsbakgrunnen..

Elementærpartiklene begynte å kombinere seg med hverandre og danne saken vi kjenner i løpet av få minutter. Så ylem den ble omgjort suksessivt til ett og annet stoff. Ideen om ylem Det er nettopp den som ga opphav til det pulserende universet.

I følge teorien om det pulserende universet, før det når denne ekspansive fasen der vi befinner oss nå, er det mulig at det eksisterte et annet univers som ligner på det nåværende, som trakk seg sammen til det ylem.

Eller kanskje vårt er det første av de sykliske universene som vil finne sted i fremtiden..

Big Bang, Big Crunch og entropi

I følge Tolman begynner hver svingningssekvens i universet med et Big Bang, der ylem gir opphav til all saken vi kjenner og ender med Big Crunch, kollapsen der universet kollapser.

I den tidsperioden som går mellom det ene og det andre, utvides universet til tyngdekraften stopper det.

Imidlertid, som Tolman selv innså, ligger problemet i termodynamikkens andre lov, som sier at entropi - grad av uorden - i et system aldri avtar.

Derfor måtte hver syklus være lenger enn den forrige, hvis universet var i stand til å lagre et minne om sin tidligere entropi. Ved å øke varigheten av hver syklus, ville det komme et punkt der universet hadde en tendens til å utvide seg på ubestemt tid.

En annen konsekvens er at ifølge denne modellen er universet endelig, og på et fjernt tidspunkt tidligere må det ha hatt en opprinnelse.

For å rette opp problemet uttalte Tolman at ved å inkludere relativistisk termodynamikk, ville slike begrensninger forsvinne og tillate en ubestemt serie av sammentrekninger og utvidelser av universet..

Utviklingen av universet

Figur 2. Tetthetsparameteren bestemmer tre mulige geometrier i universet. Kilde: NASA via Wikimedia Commons.

Den russiske kosmologen Alexander Friedmann, som også var en stor matematiker, oppdaget tre løsninger på Einsteins ligninger. Dette er 10 ligninger som er en del av relativitetsteorien, og som beskriver hvordan romtid kurver på grunn av tilstedeværelsen av materie og tyngdekraft.

Friedmanns tre løsninger fører til tre modeller av universet: en lukket, en åpen og en tredje leilighet. Mulighetene som tilbys av disse tre løsningene er:

-Et ekspanderende univers kan slutte å utvide seg og trekke seg sammen igjen.

-Det ekspanderende universet kan nå en tilstand av likevekt.

-Ekspansjon kan fortsette til uendelig.

The Big Rip

Universets ekspansjonshastighet og mengden materie i det er nøklene til å gjenkjenne den riktige løsningen blant de tre som ble nevnt..

Friedmann anslått at den kritiske tettheten som ble referert til i begynnelsen, er omtrent 6 hydrogenatomer per kubikkmeter. Husk at hydrogen og helium er hovedproduktene til ylem etter Big Bang og de mest utbredte elementene i universet.

Inntil nå er forskere enige om at tettheten til det nåværende universet er veldig lav, på en slik måte at det ikke er mulig å generere en tyngdekraft som bremser utvidelsen..

Da ville vårt univers være et åpent univers, som kan ende i Great Tear eller Big Rip, der materie blir skilt i subatomære partikler som aldri kommer sammen igjen. Dette ville være slutten på universet vi kjenner.

Mørk materie er nøkkelen

Men du må ta hensyn til eksistensen av mørk materie. Mørk materie kan ikke sees eller oppdages direkte, i hvert fall foreløpig. Men dens gravitasjonseffekter gjør det, siden dets tilstedeværelse ville forklare gravitasjonsendringene i mange stjerner og systemer..

Siden det antas at mørk materie okkuperer opptil 90% av universet, er det mulig at vårt univers er lukket. I så fall ville tyngdekraften være i stand til å kompensere for utvidelsen, og ta den til Big Crunch, som beskrevet tidligere..

I alle fall er det en fascinerende idé, som fremdeles har mye rom for spekulasjoner. I fremtiden er det mulig at den sanne naturen til mørk materie, hvis den eksisterer, vil bli avslørt.

Det er allerede eksperimenter for dette i laboratoriene til den internasjonale romstasjonen. I mellomtiden på bakken blir det også utført eksperimenter for å oppnå mørk materie fra normal materie. De resulterende funnene vil være nøkkelen til å forstå universets sanne natur..

Referanser

  1. Kragh, H. Sykliske modeller av det relativistiske universet. Gjenopprettet fra: arxiv.org.
  2. Pérez, I. Opprinnelse og slutt på universet. Gjenopprettet fra: revistaesfinge.com.
  3. SC633. Universets opprinnelse. Gjenopprettet fra: sc663b2wood.weebly.com.
  4. Villanueva, J. Oscillerende universteori. Gjenopprettet: universetoday.com.
  5. Wikipedia. Syklisk modell. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org.
  6. Wikipedia. Form av universet. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.