Historia teorii Big Cruncha, zasady, fakty za i przeciw

1501
Charles McCarthy

Plik teoria wielkiego kryzysu, Wielka Szczelina lub Wielka Implozja sugeruje, że wszechświat w końcu skurczy się, by ponownie utworzyć wielką osobliwość w czasoprzestrzeni. Jest to zatem rodzaj odwrócenia Big Bang. 

Gdyby wszechświat miał swój początek w gwałtownej ekspansji osobliwości, w której skoncentrowana była cała czasoprzestrzeń, to jego koniec jest właśnie procesem odwrotnym. Pomysł nie jest nowy, ponieważ naukowcy od dawna zastanawiali się, czy grawitacja, wielki architekt materii, również kiedyś będzie w stanie spowodować jej całkowity upadek.

Rysunek 1. Ta animacja pokazuje coś z tego, co wydarzyło się podczas Wielkiego Kryzysu: galaktyki zbliżające się do siebie, aż utworzą osobliwość w małej przestrzeni. Źródło: Wikimedia Commons.

The Big Crunch mówi o tym, jak wyglądałby koniec wszechświata, gdyby zwyciężyła siła grawitacji. Nie jest to teoria o jej pochodzeniu, chociaż istnieje inna teoria o oscylującym wszechświecie, która łączy Wielki Kryzys z Big Bang stworzyć obraz nieskończonych wszechświatów w ciągłych cyklach rozszerzania się i kurczenia.

Chociaż wszechświat w tej chwili się rozszerza i istnieje wiele dowodów na poparcie tego, Big Crunch sugeruje, że grawitacja będzie w pewnym momencie wystarczająco potężna, aby zatrzymać tę ekspansję..

I nie tylko go zatrzymaj, ale odwróć do momentu, w którym spowoduje ciągłe kurczenie się, przybliżając gwiazdy i galaktyki. Ale to nie wszystko, kurcząc się, wszechświat stopniowo nagrzewałby się do niewyobrażalnej skali, powodując, że planety stałyby się niegościnne dla życia.. 

Kompresja będzie trwała aż do czasoprzestrzeni i wszystko w niej zostanie zredukowane do osobliwości, z której może ostatecznie narodzić się nowy wszechświat. A może nie, bo w tej chwili nie sposób się tego dowiedzieć.

Indeks artykułów

  • 1 Historia i zasady teorii Big Cruncha
    • 1.1 Możliwe geometrie wszechświata
  • 2 Fakty na korzyść
    • 2.1 Oscylująca teoria wszechświata
    • 2.2 Alternatywne teorie na temat końca wszechświata
  • 3 Dane przeciwko
  • 4 naukowców wspierających wielki kryzys
  • 5 Referencje

Historia i zasady teorii Big Cruncha

Chociaż na razie dowody na to, że wszechświat się rozszerza, są niepodważalne, siła grawitacji nigdy nie przestaje być obecna, będąc w stanie stać się siłą dominującą w dowolnym momencie i spowodować zbliżenie planet, gwiazd i galaktyk..

Naukowcy sugerują, że obecna ekspansja jest spowodowana ciemną energią, polem, które wypełnia całą przestrzeń, ale którego prawdziwa natura jest nieznana, chociaż uważa się, że jest generowana przez samą przestrzeń i zwiększa się w miarę jej wzrostu.. 

A im bardziej wszechświat się rozszerza, tym więcej przestrzeni jest tworzonych, a wraz z nią więcej ciemnej energii z ujemnym ciśnieniem, tworząc scenariusz nieokreślonej i coraz szybszej ekspansji..

Jeśli jednak zaczniesz od zamkniętego wszechświata, ekspansja nie może trwać wiecznie, a ciemna energia musi koniecznie słabnąć, chociaż nie wiadomo, kiedy to się zacznie. Niektórzy uważają, że to się już zaczęło, chociaż wydaje się, że wszechświat zwiększa tempo ekspansji..

To osłabienie sprawi, że grawitacja będzie odgrywać dominującą rolę, powodując ponowne zwiększenie gęstości Wszechświata. Uważa się, że do tego niezbędna jest gęstość co najmniej 3 atomów / metr sześcienny.

W ten sposób galaktyki będą się coraz bardziej zbliżać, dochodząc do momentu, w którym wszystkie utworzą kolosalną galaktykę, która następnie skoncentruje się, dając początek wyjątkowej czarnej dziurze, osobliwości o niewiarygodnie małych wymiarach.. 

Rysunek 2. Możliwe cofanie się galaktyk jest powodem do kosmologicznych spekulacji. Źródło: Wikimedia Commons.

To jest coś w rodzaju Big Bang odwrotnie, chociaż cechy tego nowego, niezwykle gorącego wszechświata byłyby zupełnie inne, ponieważ gęstość nie byłaby już jednorodna.

Możliwe geometrie wszechświata

Zgodnie z kryterium kosmologicznym, jeśli gęstość Wszechświata jest jednorodna, jego krzywizna jest określona przez średnią gęstość, przy czym wspomniana krzywizna jest stała. Wskaźnikiem jest parametr krzywizny Ωo:

Ωo = średnia gęstość wszechświata / krytyczna gęstość energii

Gdzie krytyczna gęstość energii odpowiada płaskiemu wszechświatowi, pozbawionemu krzywizny. Istnieją trzy możliwości dla tego parametru: Ωo = 1, większe niż 1 lub mniejsze niż 1. Gdy Ωo> 1 istnieje sferyczny lub zamknięty wszechświat, w którym Big Crunch jest bardzo realną możliwością.

Obecne pomiary wskazują na wszechświat o geometrii płaszczyzny, stąd hipoteza Wielkiego Kryzysu nie ma obecnie poparcia większości społeczności naukowej, z wyjątkiem niektórych kosmologów, jak zobaczymy wkrótce..

Rysunek 3. Obraz trzech możliwych geometrii wszechświata. Big Crunch jest możliwy w sferycznym wszechświecie, który jest skończony i zamknięty. Źródło: Wikimedia Commons.

Fakty na korzyść

Hipoteza Big Cruncha pochodzi od wielu naukowców, dla których idea stale rozszerzającego się wszechświata jest niedopuszczalna. Przyznając, że Big Crunch jest realną możliwością, wszechświat miałby początek i koniec, co może uspokoić wielu..

Z drugiej strony, dla innych naukowców Big Crunch jest akceptowany, gdy jest częścią niekończącego się cyklu ekspansji i skurczów proponowanych w teorii oscylującego wszechświata, ponieważ pozwoliłoby to uniknąć myślenia dokładnie o początku wszechświata jako takiego, i jak niepokojące są spekulacje na temat tego, co było wcześniej.

Z tych powodów wielu badaczy kontynuuje prace nad tworzeniem nowych modeli wszechświata. Są tacy, którzy zaproponowali modyfikacje wartości stała kosmologiczna, stała zaproponowana przez Alberta Einsteina, aby rozwiązania jego równań pola prowadziły do ​​stabilnego wszechświata.

Według najnowszych danych astronomicznych stała kosmologiczna, oznaczona dużą grecką literą lambda, ma wartość: Λ = 10-46 km-dwa.

Niektórzy kosmolodzy twierdzą, że jeszcze niższa wartość tej stałej, która jest już niewielka, z pewnością prowadzi do skończonego wszechświata, w którym zmniejszenie przestrzeni jest możliwe. W ten sposób Big Crunch byłby realnym końcem wszechświata..

Teoria oscylującego wszechświata

Znany również jako teoria pulsującego wszechświata lub Big Bounce, ma wiele punktów wspólnych z Big Crunch.

Zaproponował ją matematyk Richard Tolman (1881-1948), który postulował, że wszechświat rozszerza się pod wpływem impulsu pochodzącego z Big Bang, ale wtedy ekspansja ustaje, gdy grawitacja staje się dominującą siłą. 

Powyższe dzieje się okresowo, dlatego wszechświat nie ma ani nigdy nie miał początku ani końca. 

Alternatywne teorie na temat końca wszechświata

Oprócz Wielkiego Kryzysu i teorii oscylującego wszechświata wielu kosmologów twierdzi, że wszechświat skończy się raczej Wielkim Rozdarciem: prawdopodobnie to ekspansja kończy się unicestwieniem materii, dzieląc ją coraz bardziej.

Inna część naukowców uważa, że ​​ekspansja pociąga za sobą ciągłe chłodzenie. Jak wiadomo, ruchy cząsteczek składowych materii ustają, gdy osiągną zero absolutne, niewyobrażalnie niską temperaturę, której jeszcze nie osiągnięto..

Jeśli wszechświat jest otwarty, ekspansja może trwać w nieskończoność, gdy jego temperatura zbliża się coraz bardziej do zera absolutnego. To ochłodzenie, znane jako Wielkie Zamarznięcie, spowoduje ostateczną śmierć wszechświata w odległej przyszłości..

Dane przeciwko

Dwa ważne fakty oznaczają, że wielu naukowców nie wierzy w Big Crunch jako alternatywę w ewolucji wszechświata.

Po pierwsze, wszechświat obecnie się rozszerza, co potwierdzają eksperymentalnie obserwacje odległych gwiazd supernowych i pomiary kosmicznego promieniowania tła, pozostałego po Big Bang.

Oczywiście istnieje możliwość, że w przyszłości przestanie to robić, ponieważ jest na to wystarczająco dużo czasu i co najważniejsze: jest wiele rzeczy, o których wciąż nie wiemy o wszechświecie.

Po drugie, pomiary krzywizny wszechświata sugerują, że geometria wszechświata jest płaska. A w takiej geometrii Big Crunch nie jest możliwy. Zostało to ogłoszone przez wyniki misji Plancka, które wskazują, że gęstość wszechświata jest o 5% większa niż wymagana do jego zamknięcia..

Misja Planck to projekt Europejskiej Agencji Kosmicznej, który składa się ze sztucznego satelity wyposażonego do zbierania danych o naturze kosmosu. Został wystrzelony w 2009 roku z Gujany Francuskiej i jest wyposażony w sondy, detektory i teleskopy.

Rysunek 4. Model satelity Plancka, nazwanego na cześć niemieckiego fizyka Maxa Plancka (1858-1947), pioniera mechaniki kwantowej. Źródło: Wikimedia Commons. Zdjęcie: Mike Peel (www.mikepeel.net). [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Naukowcy wspierający Big Crunch

Wśród tych, którzy bronią możliwości rychłego upadku wszechświata typu Big Crunch, są Nemanja Kaloper i Antonio Padilla. Badacze ci pracują z modelem, w którym zmodyfikowali wartość stałej kosmologicznej, uzyskując stabilny i zamknięty wszechświat.. 

Ich wyniki zostały opublikowane w Pisma przeglądu fizycznego, jednak w tej chwili nie ma żadnych obserwacji na poparcie tego nowego modelu.

Bibliografia

  1. Harris, W. How the Big Crunch Theory Works. Odzyskany z: science.howstuffworks.com.
  2. Mann A. Jak skończy się wszechświat? Odzyskane z: livescience.com.
  3. Moskowitz, C. Endless Void czy Big Crunch: Jak skończy się wszechświat? Odzyskany z: space.com.
  4. NeoFronteras. Czy będzie Big Crunch? Odzyskany z: neofronteras.com.
  5. Steinhardt, P. Kosmiczna ewolucja w cyklicznym wszechświecie. Odzyskany z: arxiv.org.
  6. UCDavis. Nowe badania prof. Nemanji Kaloper dotyczące końca wszechświata są bardzo głośne w mediach. Odzyskany z: physics.ucdavis.edu.
  7. Wikipedia. Big Crunch. Odzyskane z: es.wikipedia.org.
  8. Wikipedia. Ciemna energia. Odzyskane z: es.wikipedia.org.

Jeszcze bez komentarzy