Big Crunch teorihistorie, prinsipper, fakta for og imot

2345
Sherman Hoover

De stor knase teori, The Great Crack or the Great Implosion, foreslår at universet til slutt vil trekke seg sammen for å omforme en stor singularitet i romtid. Det er derfor en slags reversering av det store smellet. 

Hvis universet hadde sin begynnelse i den voldsomme utvidelsen av en singularitet der all romtid var konsentrert, så er slutten nettopp den omvendte prosessen. Ideen er ikke ny, siden forskere lenge har lurt på om tyngdekraften, materiens store arkitekt, også en dag vil kunne forårsake total kollaps.

Figur 1. Denne animasjonen viser noe av hva som ville skje under Big Crunch: galakser som nærmer seg hverandre til de danner en unikhet i et lite rom. Kilde: Wikimedia Commons.

The Big Crunch snakker om hvordan enden på universet ville være hvis tyngdekraften råder. Det er ikke en teori om dens opprinnelse, selv om det er en annen, den fra det oscillerende universet, som kombinerer Big Crunch med det store smellet å skape et bilde av uendelige universer i konstante sykluser av ekspansjon og sammentrekning.

Selv om universet utvides for øyeblikket, og det er mye bevis som støtter dette, antyder Big Crunch at tyngdekraften på et tidspunkt vil være kraftig nok til å stoppe denne utvidelsen..

Og ikke bare stopp den, men snu den til det punktet at den forårsaker en kontinuerlig sammentrekning, og bringer stjerner og galakser nærmere og nærmere. Men det ville ikke være alt, ved å trekke seg sammen, ville universet gradvis varme opp til en ufattelig skala og føre til at planetene ble ugjestmilde til liv.. 

Komprimeringen vil fortsette til romtid, og alt i den er redusert til en egenart som et nytt univers til slutt kan bli født fra. Eller kanskje ikke, siden det for øyeblikket ikke er noen måte å vite.

Artikkelindeks

  • 1 Historie og prinsipper for Big Crunch-teorien
    • 1.1 Mulige geometrier for universet
  • 2 fakta i favør
    • 2.1 Oscillerende universsteori
    • 2.2 Alternative teorier for universets slutt
  • 3 Data mot
  • 4 forskere som støtter den store knasen
  • 5 Referanser

Historie og prinsipper for Big Crunch-teorien

Selv om bevisene for at universet ekspanderer foreløpig ikke kan betvivles, slutter tyngdekraften aldri å være til stede, for når som helst å kunne bli den dominerende kraften og føre til at planeter, stjerner og galakser kommer nærmere hverandre..

Forskere foreslår at den nåværende utvidelsen skyldes mørk energi, et felt som fyller alt rom, men hvis sanne natur er ukjent, selv om det antas å være generert av rommet selv, og øker når rommet vokser.. 

Og jo mer universet utvides, jo mer plass blir det og med det mer mørk energi med negativt trykk, og skaper et scenario med ubestemt og stadig rask ekspansjon..

Imidlertid, hvis du starter fra et lukket univers, kan utvidelsen ikke fortsette for alltid, og den mørke energien må nødvendigvis svekkes, selv om det ikke er kjent når det ville begynne å skje. Noen mener at det allerede har begynt, selv om universet ser ut til å øke utvidelseshastigheten..

Denne svekkelsen vil få tyngdekraften til å ta en overveiende rolle og føre til at tettheten i universet øker igjen. En tetthet på minst 3 atomer / kubikkmeter anses nødvendig for at dette skal skje.

På denne måten kommer galaksene nærmere og nærmere og ankommer til en tid da de alle danner en kolossal galakse som deretter vil konsentrere seg for å gi opphav til et unikt svart hull, en unikhet med utrolig små dimensjoner.. 

Figur 2. Mulig tilbaketrekking av galakser er årsak til kosmologisk spekulasjon. Kilde: Wikimedia Commons.

Det er en slags det store smellet omvendt, selv om egenskapene til dette nye ekstremt varme universet ville være ganske forskjellige, siden tettheten ikke lenger ville være ensartet.

Mulige geometrier for universet

I følge et kosmologisk kriterium, hvis tettheten i universet er homogen, bestemmes dens krumning av den gjennomsnittlige tettheten, idet krumningen er konstant. Indikatoren er krumningsparameteren Ωo:

Ωo = gjennomsnittlig tetthet av universet / kritisk energitetthet

Hvor den kritiske energitettheten er den for et flatt univers, uten krumning. Det er tre muligheter for denne parameteren: Ωo = 1, større enn 1 eller mindre enn 1. Når Ωo> 1 er det et sfærisk eller lukket univers, der Big Crunch er en veldig reell mulighet.

Nåværende målinger peker mot et plangeometriunivers, og derfor har ikke Big Crunch-hypotesen for øyeblikket støtte fra flertallet i det vitenskapelige samfunnet, bortsett fra noen kosmologer, som vi snart vil se..

Figur 3. Bilde av de tre mulige geometriene i universet. The Big Crunch er mulig i et sfærisk univers, som er endelig og lukket. Kilde: Wikimedia Commons.

Fakta i favør

Big Crunch-hypotesen kommer fra mange forskere som ideen om et stadig voksende univers ikke er tillatt for. Innrømmer at Big Crunch er en reell mulighet, vil universet ha en begynnelse og en slutt, noe som kan være betryggende for mange..

På den annen side aksepteres Big Crunch for andre forskere når det er en del av en endeløs syklus av utvidelser og sammentrekninger som er foreslått i teorien om det oscillerende universet, fordi dette ville unngå å tenke nøyaktig på begynnelsen av universet som sådan, og hvor urovekkende det er å spekulere i hva som var der før det var.

Av disse grunner fortsetter mange forskere med å lage nye modeller av universet. Det er de som har foreslått endringer i verdien av kosmologisk konstant, en konstant foreslått av Albert Einstein slik at løsningene av feltligningene hans ville føre til et stabilt univers.

I følge de siste astronomiske dataene har den kosmologiske konstanten, betegnet med hovedgresk bokstav lambda, en verdi på: Λ = 10-46 km-to.

Noen kosmologer hevder at en enda lavere verdi av denne konstanten, som allerede er liten, helt sikkert fører til et endelig univers, hvor sammentrekningen av rommet er mulig. På denne måten ville Big Crunch være en levedyktig slutt på universet..

Oscillerende universsteori

Også kjent som den pulserende universsteorien eller Big Bounce, den har mange punkter til felles med Big Crunch.

Det ble foreslått av matematikeren Richard Tolman (1881-1948), som postulerte at universet utvider seg ved impulsen som kommer fra det store smellet, men da stopper ekspansjonen når tyngdekraften blir den dominerende kraften. 

Ovennevnte har skjedd med jevne mellomrom, derfor har ikke universet det eller har det noen gang hatt noen begynnelse eller slutt. 

Alternative teorier for universets slutt

Bortsett fra Big Crunch og den oscillerende universteorien, hevder mange kosmologer at universet vil ende opp med Big Rip heller: det er sannsynligvis utvidelsen som ender med å utslette materie, dele det mer og mer.

Og en annen del av forskerne mener at utvidelsen innebærer en kontinuerlig avkjøling. Som kjent opphører bevegelsene til de materielle partiklene når de når absolutt null, en utenkelig kald temperatur som ennå ikke er nådd..

Hvis universet er åpent, kan utvidelsen fortsette på ubestemt tid, ettersom temperaturen kommer nærmere og nærmere absolutt null. Denne nedkjølingen, kjent som Big Freeze, vil føre til at universet endelig varmes død i en fjern fremtid..

Data mot

To viktige fakta betyr at mange forskere ikke tror på Big Crunch som et alternativ i universets evolusjon.

Den første er at universet for tiden utvides, et faktum bekreftet eksperimentelt av observasjon av fjerne supernovastjerner og målinger av den kosmiske bakgrunnsstrålingen, rest av det store smellet.

Selvfølgelig er det muligheten for at det i fremtiden vil slutte å gjøre det, siden det er nok tid til det, og viktigst av alt: det er mange ting vi fortsatt ikke vet om universet.

Det andre er at målinger av universets krumning antyder at geometrien til universet er flat. Og i en geometri som denne er ikke Big Crunch mulig. Dette ble kunngjort av resultatene av Planck-oppdraget, som indikerer at tettheten i universet er 5% større enn den som kreves for at den skal stenges..

Planck-oppdraget er et prosjekt fra European Space Agency, som består av en kunstig satellitt som er utstyrt for å samle inn data om verdensrommet. Den ble lansert i 2009 fra Fransk Guyana og er utstyrt med sonder, detektorer og teleskoper.

Figur 4. Modell av Planck-satellitten, oppkalt etter den tyske fysikeren Max Planck (1858-1947), pioner innen kvantemekanikk. Kilde: Wikimedia Commons. Foto av Mike Peel (www.mikepeel.net). [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Forskere som støtter Big Crunch

Blant dem som forsvarer muligheten for en forestående kollaps av Big Crunch-typen univers er Nemanja Kaloper og Antonio Padilla. Disse forskerne jobber med en modell der de har modifisert verdien av den kosmologiske konstanten, og oppnådd et stabilt og lukket univers.. 

Resultatene deres er publisert i Fysiske gjennomgangsbrev, for øyeblikket er det imidlertid ingen observasjoner som støtter denne nye modellen.

Referanser

  1. Harris, W. Hvordan fungerer Big Crunch Theory. Gjenopprettet fra: science.howstuffworks.com.
  2. Mann, A. Hvordan vil universet ende? Gjenopprettet fra: livescience.com.
  3. Moskowitz, C. Endless Void or Big Crunch: Hvordan vil universet ende? Gjenopprettet fra: space.com.
  4. NeoFronteras. Blir det en stor knase? Gjenopprettet fra: neofronteras.com.
  5. Steinhardt, P. Kosmisk evolusjon i et syklisk univers. Gjenopprettet fra: arxiv.org.
  6. UCDavis. Prof. Nemanja Kalopers nye forskning på universets ende genererer sterk mediedekning. Gjenopprettet fra: physics.ucdavis.edu.
  7. Wikipedia. Stor knase. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.
  8. Wikipedia. Mørk energi. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.