Big Crunch teori historie, principper, fakta for og imod

2829
Simon Doyle

Det stor crunch teori, den store knæk eller den store implosion, foreslår, at universet til sidst vil trække sig sammen om at omforme en stor singularitet i rumtid. Det er derfor en slags tilbageførsel af stort brag. 

Hvis universet begyndte i den voldelige udvidelse af en singularitet, hvor al rumtid var koncentreret, så er dens ende netop den omvendte proces. Ideen er ikke ny, da forskere længe har spekuleret på, om tyngdekraften, materiens store arkitekt, også en dag vil være i stand til at forårsage dens totale sammenbrud.

Figur 1. Denne animation viser noget af, hvad der ville ske under Big Crunch: galakser, der nærmer sig hinanden, indtil de danner en unikhed i et lille rum. Kilde: Wikimedia Commons.

The Big Crunch taler om, hvordan universets ende ville være, hvis tyngdekraften hersker. Det er ikke en teori om dets oprindelse, skønt der er en anden, det fra det oscillerende univers, der kombinerer Big Crunch med stort brag at skabe et billede af uendelige universer i konstante cyklusser af ekspansion og sammentrækning.

Selvom universet ekspanderer i øjeblikket, og der er meget bevis for, at dette understøtter, antyder Big Crunch, at tyngdekraften på et tidspunkt vil være kraftig nok til at stoppe denne ekspansion..

Og ikke kun stoppe det, men vende det til det punkt, at det forårsager en kontinuerlig sammentrækning, hvilket bringer stjerner og galakser tættere og tættere på. Men det ville ikke være alt sammen ved at trække sig sammen, at universet gradvis varmer op i en ufattelig skala og får planeterne til at blive ugjestmilde til livet.. 

Komprimeringen vil fortsætte indtil rumtid, og alt i det reduceres til en unikhed, hvorfra et nyt univers til sidst kan blive født. Eller måske ikke, da der i øjeblikket ikke er nogen måde at vide det på.

Artikelindeks

  • 1 Historie og principper for Big Crunch-teorien
    • 1.1 Mulige geometrier for universet
  • 2 fakta til fordel
    • 2.1 Oscillerende universteori
    • 2.2 Alternative teorier for universets ende
  • 3 Data imod
  • 4 forskere, der støtter den store krise
  • 5 Referencer

Historie og principper for Big Crunch-teorien

Skønt beviset for, at universet ekspanderer for nu, ikke kan betvivles, ophører tyngdekraften aldrig med at være til stede, da det på ethvert tidspunkt kan blive den dominerende kraft og få planeter, stjerner og galakser til at komme tættere på hinanden..

Forskere foreslår, at den nuværende udvidelse skyldes mørk energi, et felt, der fylder hele rummet, men hvis sande natur er ukendt, selvom det antages, at det genereres af selve rummet, og øges, når rummet vokser.. 

Og jo mere universet udvider sig, jo mere rum skabes og dermed mere mørk energi med negativt tryk, hvilket skaber et scenarie med ubestemt og stadig hurtigere ekspansion..

Men hvis du starter fra et lukket univers, kan ekspansionen ikke fortsætte for evigt, og den mørke energi skal nødvendigvis svækkes, skønt det ikke vides, hvornår det ville begynde at ske. Nogle mener, at det allerede er begyndt, selvom universet ser ud til at øge sin ekspansionshastighed..

Denne svækkelse får tyngdekraften til at spille en overvejende rolle, hvilket får universets tæthed til at stige igen. En tæthed på mindst 3 atomer / kubikmeter anses for nødvendig for at dette kan ske.

På denne måde kommer galakserne tættere og tættere på og ankommer på et tidspunkt, hvor de alle danner en kolossal galakse, som derefter vil koncentrere sig for at give anledning til et unikt sort hul, en unikhed med utrolig små dimensioner.. 

Figur 2. Den mulige tilbagetrækning af galakser er årsag til kosmologisk spekulation. Kilde: Wikimedia Commons.

Det er en slags stort brag omvendt, skønt egenskaberne ved dette nye ekstremt varme univers ville være helt forskellige, da tætheden ikke længere ville være ensartet.

Mulige geometrier for universet

Ifølge et kosmologisk kriterium, hvis densiteten af ​​universet er homogen, bestemmes dets krumning af den gennemsnitlige tæthed, idet krumningen er konstant. Indikatoren er krumningsparameteren Ωo:

Ωo = universets gennemsnitstæthed / kritisk energitæthed

Hvor den kritiske energitæthed er den for et fladt univers, blottet for krumning. Der er tre muligheder for denne parameter: Ωo = 1, større end 1 eller mindre end 1. Når Ωo> 1 er der et sfærisk eller lukket univers, hvor Big Crunch er en meget reel mulighed.

Nuværende målinger peger på et plangeometriunivers, hvorfor Big Crunch-hypotesen i øjeblikket ikke har støtte fra flertallet i det videnskabelige samfund, bortset fra nogle kosmologer, som vi snart vil se..

Figur 3. Billede af de tre mulige geometrier i universet. The Big Crunch er mulig i et sfærisk univers, der er endeligt og lukket. Kilde: Wikimedia Commons.

Fakta til fordel

Big Crunch-hypotesen kommer fra mange forskere, for hvem ideen om et konstant voksende univers ikke er tilladt. At indrømme, at Big Crunch er en reel mulighed, ville universet have en begyndelse og en slutning, som kan være betryggende for mange..

På den anden side accepteres Big Crunch for andre forskere, når det er en del af en endeløs cyklus af udvidelser og sammentrækninger, der er foreslået i teorien om det oscillerende univers, fordi dette ville undgå at tænke præcist på starten af ​​universet som sådan, og hvor foruroligende det er at spekulere i, hvad der var der, før der var.

Af disse grunde fortsætter mange forskere med at skabe nye modeller af universet. Der er dem, der har foreslået ændringer i værdien af kosmologisk konstant, en konstant foreslået af Albert Einstein, så løsningerne på hans feltligninger ville føre til et stabilt univers.

Ifølge de nyeste astronomiske data har den kosmologiske konstant, betegnet med det græske hovedbogstav lambda, en værdi på: Λ = 10-46 km-to.

Nogle kosmologer hævder, at en endnu lavere værdi af denne konstant, som allerede er lille, helt sikkert fører til et endeligt univers, hvor sammentrækningen af ​​rummet er mulig. På denne måde ville Big Crunch være en levedygtig ende af universet..

Oscillerende universteori

Også kendt som den pulserende universteori eller Big Bounce, den har mange punkter til fælles med Big Crunch.

Det blev foreslået af matematikeren Richard Tolman (1881-1948), der postulerede, at universet udvider sig ved impulsen, der kommer fra stort brag, men så stopper udvidelsen, når tyngdekraften bliver den dominerende kraft. 

Ovenstående har sket med jævne mellemrum, derfor har universet ikke, og det har heller aldrig haft en begyndelse eller slutning. 

Alternative teorier for universets ende

Bortset fra Big Crunch og den oscillerende universteori hævder mange kosmologer, at universet vil ende med Big Rip snarere: det er sandsynligvis udvidelsen, der ender med at udslette stof, opdele det mere og mere.

Og en anden del af forskerne mener, at udvidelsen medfører en kontinuerlig afkøling. Som det er kendt, ophører bevægelserne af de materielle partikler, når de når absolut nul, en ufattelig kold temperatur, der endnu ikke er nået..

Hvis universet er åbent, kan ekspansionen fortsætte på ubestemt tid, da dets temperatur kommer tættere på og tættere på absolut nul. Denne afkøling, kendt som Big Freeze, vil forårsage universets eventuelle varmedød i den fjerne fremtid..

Data mod

To vigtige fakta betyder, at mange forskere ikke tror på Big Crunch som et alternativ i universets udvikling.

Den første er, at universet i øjeblikket ekspanderer, en kendsgerning bekræftet eksperimentelt ved observation af fjerne supernovastjerner og målinger af den kosmiske baggrundsstråling, rest af stort brag.

Selvfølgelig er der muligheden for, at det i fremtiden vil stoppe med at gøre det, da der er nok tid til det og vigtigst af alt: der er mange ting, som vi stadig ikke ved om universet.

Det andet er, at målinger af universets krumning antyder, at universets geometri er flad. Og i en geometri som denne er Big Crunch ikke mulig. Dette blev annonceret af resultaterne af Planck-missionen, som indikerer, at densiteten af ​​universet er 5% større end den, der kræves for at det kan lukkes..

Planck-missionen er et projekt fra Den Europæiske Rumorganisation, der består af en kunstig satellit udstyret til at indsamle data om rumets art. Det blev lanceret i 2009 fra Fransk Guyana og er udstyret med sonder, detektorer og teleskoper.

Figur 4. Model af Planck-satellitten, opkaldt efter den tyske fysiker Max Planck (1858-1947), pioner inden for kvantemekanik. Kilde: Wikimedia Commons. Foto af Mike Peel (www.mikepeel.net). [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Forskere, der støtter Big Crunch

Blandt dem, der forsvarer muligheden for et forestående sammenbrud af Big Crunch-universet, er Nemanja Kaloper og Antonio Padilla. Disse forskere arbejder med en model, hvor de har ændret værdien af ​​den kosmologiske konstant og opnået et stabilt og lukket univers.. 

Deres resultater er blevet offentliggjort i Fysiske gennemgangsbreve, i øjeblikket er der imidlertid ingen observationer, der understøtter denne nye model.

Referencer

  1. Harris, W. Sådan fungerer Big Crunch Theory. Gendannet fra: science.howstuffworks.com.
  2. Mann, A. Hvordan vil universet ende? Gendannet fra: livescience.com.
  3. Moskowitz, C. Endless Void eller Big Crunch: Hvordan vil universet ende? Gendannet fra: space.com.
  4. NeoFronteras. Bliver der en stor knas? Gendannet fra: neofronteras.com.
  5. Steinhardt, P. Kosmisk udvikling i et cyklisk univers. Gendannet fra: arxiv.org.
  6. UCDavis. Prof. Nemanja Kalopers nye forskning om universets ende skaber stærk mediedækning. Gendannet fra: physics.ucdavis.edu.
  7. Wikipedia. Stor knas. Gendannet fra: es.wikipedia.org.
  8. Wikipedia. Mørk energi. Gendannet fra: es.wikipedia.org.

Endnu ingen kommentarer