Teoria oscylującego wszechświata

Widok głębokiego wszechświata Hubble. Wszechświat obecnie się rozwija, ale zgodnie z teorią oscylującego wszechświata nadchodzi czas, który się kurczy. Źródło: Wikimedia Commons.

Teoria oscylującego wszechświata o Cykliczny wszechświat proponuje, aby wszechświat rozszerzył się i zawierał kontrakt na czas nieokreślony. Richard Tolman (1881–1948), matematyk Instytutu Technologicznego Kalifornii, zaproponował teorię pulsującego wszechświata z fundamentem matematycznym około 1930 roku.

Ale pomysł nie był nowy na czas Tolmana, ponieważ były pisma wedyjskie zaproponowało już coś podobnego do 1500 do.C, stwierdzając, że cały wszechświat był zawarty w kosmicznym jajku o nazwie Brahmanda.

Dzięki Edwinowi Hubble (1889–1953) udowodniono, że wszechświat obecnie się rozwija, co według większości astronomów, obecnie przyspiesza.

Propozycja teorii wszechświata oscylacyjnego

Tolman proponuje, że ekspansja wszechświata nastąpi dzięki początkowemu impulsowi Wielkiego Wybuchu i zatrzyma.

Rzeczywiście, rosyjski kosmolog Alexander Friedmann (1888–1925) już matematycznie wprowadził w 1922 r. Idea krytycznej gęstości wszechświata, poniżej której rozszerza się bez grawitacji, choć powyżej ta sama grawitacja zapobiega ekspansji i rozszerzeniu powoduje jego skurcz, dopóki nie osiągnie upadku.

Cóż, w swojej teorii Tolmana przewiduje, że gęstość wszechświata osiągnie punkt, w którym ekspansja zatrzymuje się dzięki hamulcu grawitacyjnym, a faza skurczu się rozpocznie się Wielki chrupnięcie.

Wielka reprezentacja chrupania

W tej fazie galaktyki zbliżą się i więcej, aby utworzyć ogromną niezwykle gęstą masę.

Może ci służyć: 7 cech najważniejszych płynów

Teoria postuluje również, że wszechświat nie ma określonego początkowego i końca, ponieważ jest skonstruowany i zniszczony na przemian w cyklach milionów lat.

Sprawa pierwotna

Większość kosmologów akceptuje teorię Wielkiego Wybuchu jako pochodzenie wszechświata, które powstało przez wielką oryginalną eksplozję, w określonej formie materii i energii o niewyobrażalnej gęstości i ogromnej temperaturze. 

Wielki chrupnięcie, oś pionowa reprezentuje rozszerzenie lub skurcz w zależności od czasu

Z tego wielkiego początkowego atomu wyłonił się cząstki elementarne, które znamy: protony, elektrony i neutrony, w formie zwanej Ylem, Greckie słowo, którego mądry Arystoteles używał w odniesieniu do podstawowej substancji, źródła całej materii. 

On Ylem On ochładza się stopniowo, gdy się rozszerzył, stając się mniej gęste. Proces ten pozostawił znak promieniowania we wszechświecie, który został obecnie wykryty: tło promieniowania mikrofalowego.

Cząstki elementarne zaczęły się ze sobą łączyć i tworzyć obiekt, który znamy w minutach. Więc Ylem Został sukcesywnie przekształcony w jedną i drugą substancję. Pomysł Ylem Jest to ten, który dokładnie dał powstanie pulsującego wszechświata.

Zgodnie z teorią pulsującego wszechświata, zanim osiągnęła tę ekspansywną fazę, w której teraz jesteśmy, możliwe, że istniał inny wszechświat podobny do bieżącego, który zakontraktował Ylem.

A może nasza jest pierwsza z cyklicznych wszechświatów, które odbędą się w przyszłości.

Wielki Wybuch, Big Crunch i Entropy

Wielki Wybuch przedstawiony w dwóch wymiarach: przestrzeń i czas

Według Tolmana każda sekwencja oscylacji wszechświata zaczyna się od wielkiego wybuchu, w którym Ylem Powoduje powstanie wszystkiego, który znamy, i kończy się wielkim kryzysem, upadkiem, w którym wszechświat upada.

Może Ci służyć: badania terenowe: cechy, projekt, techniki, przykłady

W okresie między jednym a drugim wszechświat rozszerza się, aż grawitacja się zatrzyma.

Jednak, jak zdał sobie sprawę z samego Tolmana, problem dotyczy drugiego prawa termodynamiki, który potwierdza, że ​​entropia - cierpiąca na zaburzenia - systemu nigdy nie maleje.

Obraz całego nieba wszechświata utworzonego z dziewięciu lat danych WMAP

Dlatego każdy cykl powinien być dłuższy niż poprzedni, jeśli być może wszechświat był w stanie zachować pamięć o swojej poprzedniej entropii. Zwiększenie czasu trwania każdego cyklu, punkt, w którym wszechświat ma tendencję do rozszerzania się w nieskończoność.

Inną konsekwencją jest to, że według tego modelu wszechświat jest skończony i w pewnym odległym punkcie w przeszłości musiał mieć pochodzenie.

Aby rozwiązać problem, Tolman powiedział, że włączając termodynamikę relatywistyczną, takie ograniczenia zniknęłyby, umożliwiając nieokreśloną serię skurczów i rozszerzeń wszechświata.

Ewolucja wszechświata

Parametr gęstości określa trzy możliwe geometrie wszechświata

Rosyjski kosmolog Alexander Friedmann, który był również wielkim matematykiem, odkrył trzy rozwiązania równań Einsteina. Są to 10 równań, które są częścią teorii teorii względności i opisują, w jaki sposób przestrzeń jest zakrzywiona ze względu na obecność materii i grawitacji.

Trzy rozwiązania Friedmanna prowadzą do trzech modeli wszechświata: jeden zamknięty, drugi otwarty i trzeci samolot. Możliwości oferowane przez te trzy rozwiązania to:

• Rozszerzający się wszechświat może przestać ponownie rozszerzać się i zarabiać.
• Rozszerzający się wszechświat może osiągnąć stan równowagi.
• Ekspansja może nadal być nieskończoność.

Wielki RIP

Big Rip Artistic Recreation

Wszechświata szybkość ekspansji i ilość obecnej materii są klucze do rozpoznania właściwego rozwiązania trzech wymienionych.

Może ci służyć: tło problemu: koncepcja i przykłady

Friedmann oszacował, że gęstość krytyczna, o której mowa na początku, wynosi około 6 atomów wodoru dla każdego miernika sześciennego. Pamiętaj, że wodór i hel są głównymi produktami Ylem po Wielkim Wybuchu i najliczniejszych elementach wszechświata.

Do tej pory naukowcy zgadzają się, że gęstość obecnego wszechświata jest bardzo niska, więc nie jest to możliwe do wygenerowania siły grawitacji, która spowalnia ekspansję.

Wtedy nasz wszechświat byłby otwartym wszechświatem, który mógłby zakończyć się wielką łzą lub dużym rozrywaniem, gdzie materia jest podzielona na cząstki subatomowe, które nigdy więcej nie łączą się. To byłby koniec wszechświata, który znamy.

Ciemna materia jest kluczowa

Obecność ciemnej materii, gdy obraz zbliża się do krzywizny wytwarzanych przez soczewki grawitacyjne. Źródło: NASA/ESA

Ale musisz wziąć pod uwagę istnienie ciemnej materii. Ciemnej materii nie można zobaczyć bezpośrednio ani wykryć, przynajmniej na razie. Ale jego efekty grawitacyjne tak, ponieważ jego obecność wyjaśniłaby zmiany grawitacyjne w wielu gwiazdach i systemach.

Jak uważa się, że ciemna materia zajmuje do 90 % wszechświata, nasz wszechświat może zostać zamknięty. W takim przypadku grawitacja byłaby w stanie zrekompensować ekspansję, zabierając ją do wielkiego chrupnięcia, jak opisano wcześniej.

W każdym razie jest to fascynujący pomysł, który wciąż ma dużo pola otwartych na spekulacje. W przyszłości możliwe jest, że prawdziwa natura ciemnej materii, jeśli istnieje, jest ujawniona.

Istnieją już eksperymenty w laboratoriach międzynarodowej stacji kosmicznej. Tymczasem przeprowadzane są również eksperymenty lądowe w celu uzyskania ciemnej materii z normalnej materii. Ustalenia, które wyniki będą kluczem do zrozumienia prawdziwej natury wszechświata.