Ce este teoria universului oscilant?

3397
Robert Johnston
Ce este teoria universului oscilant?

teoria universului oscilant sau univers ciclic propune ca universul să se extindă și să se contracte la infinit. Richard Tolman (1881-1948), matematician la Institutul de Tehnologie din California, a propus o teorie bazată matematic despre universul pulsator în jurul anului 1930.

Dar ideea nu era nouă pentru vremea lui Tolman, deoarece scripturile vedice antice propuseseră deja ceva similar în jurul anului 1500 î.Hr., afirmând că întregul univers era cuprins într-un ou cosmic numit Brahmanda.

Figura 1. Viziunea lui Hubble asupra universului profund. În prezent, universul se extinde, dar conform teoriei universului oscilant, vine un moment în care se contractă. Sursa: Wikimedia Commons.

Datorită lui Edwin Hubble (1889-1953) s-a dovedit că universul se extinde în prezent, ceea ce, potrivit majorității astronomilor, accelerează în prezent.

Indice articol

  • 1 Propunerea teoriei universului oscilant
  • 2 Materia primordială
    • 2.1 Big Bang, Big Crunch și entropie
  • 3 Evoluția universului
    • 3.1 The Big Rip
    • 3.2 Materia întunecată este esențială
  • 4 Referințe

Propunere de teorie a universului oscilant

Ceea ce propune Tolman este că expansiunea universului are loc datorită impulsului inițial al Big Bang-ului și se va opri odată ce impulsul menționat încetează din cauza acțiunii gravitației..

Într-adevăr, cosmologul rus Alexander Friedmann (1888-1925) introdusese deja matematic în 1922 ideea unei densități critice a universului, sub care se extinde fără ca gravitația să o poată preveni, în timp ce deasupra lui, aceeași gravitație împiedică expansiunea și provoacă contracția sa până la prăbușirea acestuia.

Ei bine, în teoria sa, Tolman prezice că densitatea universului va ajunge la un punct în care expansiunea se oprește datorită frânei gravitaționale și va începe faza de contracție, numită O criză mare.

În această fază, galaxiile vor crește din ce în ce mai aproape pentru a forma o masă uriașă, incredibil de densă, provocând prăbușirea prevăzută..

Teoria postulează, de asemenea, că universul nu are un început și un sfârșit specific, deoarece este construit și distrus alternativ în cicluri de milioane de ani..

Materia primordială

Majoritatea cosmologilor acceptă teoria Big Bangului ca origine a universului, care s-a format prin marea explozie primordială, dintr-o formă specifică de materie și energie de densitate inimaginabilă și temperatură enormă.. 

Din acest mare atom inițial au apărut particulele elementare pe care le cunoaștem: protoni, electroni și neutroni, sub forma numită ylem, un cuvânt grecesc pe care înțeleptul Aristotel îl folosise pentru a se referi la substanța primordială, sursa oricărei materii. 

ylem s-a răcit treptat pe măsură ce se extindea, devenind de fiecare dată mai puțin densă. Acest proces a lăsat o amprentă de radiație asupra universului, care a fost acum detectată: fundalul de radiații cu microunde..

Particulele elementare au început să se combine între ele și să formeze materia pe care o cunoaștem în câteva minute. Asa ca ylem s-a transformat succesiv într-una și alta substanță. Ideea de ylem Tocmai cel care a dat naștere universului pulsatoriu.

Conform teoriei universului pulsatoriu, înainte de a ajunge la această fază expansivă în care ne aflăm acum, este posibil să fi existat un alt univers similar cu cel actual, care s-a contractat până la formarea ylem.

Sau poate al nostru este primul dintre universurile ciclice care vor avea loc în viitor..

Big Bang, Big Crunch și entropie

Potrivit lui Tolman, fiecare secvență de oscilație din univers începe cu un Big Bang, în care ylem dă naștere la toată materia pe care o cunoaștem și se încheie cu Big Crunch, colapsul în care universul se prăbușește.

În perioada de timp care trece între unul și altul, universul se extinde până când gravitația îi pune capăt.

Totuși, așa cum și-a dat seama Tolman însuși, problema rezidă în a doua lege a termodinamicii, care afirmă că entropia - gradul de tulburare - al unui sistem nu scade niciodată.

Prin urmare, fiecare ciclu ar trebui să fie mai lung decât cel anterior, dacă universul ar fi capabil să păstreze o amintire a entropiei sale anterioare. Prin creșterea duratei fiecărui ciclu, ar veni un punct în care universul ar tinde să se extindă la nesfârșit.

O altă consecință este că, conform acestui model, universul este finit și într-un moment îndepărtat din trecut trebuie să fi avut o origine.

Pentru a corecta problema, Tolman a afirmat că prin includerea termodinamicii relativiste, astfel de restricții ar dispărea, permițând o serie nedeterminată de contracții și expansiuni ale universului..

Evoluția universului

Figura 2. Parametrul densității determină trei geometrii posibile ale universului. Sursa: NASA prin Wikimedia Commons.

Cosmologul rus Alexander Friedmann, care era și un mare matematician, a descoperit trei soluții la ecuațiile lui Einstein. Acestea sunt 10 ecuații care fac parte din teoria relativității și care descriu modul în care curbele spațiu-timp se datorează prezenței materiei și gravitației.

Cele trei soluții ale lui Friedmann conduc la trei modele ale universului: unul închis, unul deschis și al treilea plat. Posibilitățile oferite de aceste trei soluții sunt:

-Un univers în expansiune poate opri expansiunea și se poate contracta din nou.

-Universul în expansiune poate ajunge la o stare de echilibru.

-Extinderea poate continua până la infinit.

Big Rip

Rata de expansiune a universului și cantitatea de materie prezentă în el sunt cheile pentru a recunoaște soluția corectă dintre cele trei menționate..

Friedmann a estimat că densitatea critică la care se face referire la început este de aproximativ 6 atomi de hidrogen pe metru cub. Amintiți-vă că hidrogenul și heliul sunt principalele produse ale ylem după Big Bang și cele mai abundente elemente din univers.

Până acum, oamenii de știință sunt de acord că densitatea universului actual este foarte scăzută, în așa fel încât să nu fie fezabilă generarea unei forțe de greutate care să încetinească expansiunea..

Apoi, universul nostru ar fi un univers deschis, care s-ar putea termina în Marea Lacrimă sau Marea Râpă, unde materia este separată în particule subatomice care nu se mai reunesc niciodată. Acesta ar fi sfârșitul universului pe care îl cunoaștem.

Materia întunecată este cheia

Dar trebuie să țineți cont de existența materiei întunecate. Materia întunecată nu poate fi văzută sau detectată direct, cel puțin deocamdată. Dar efectele sale gravitaționale o fac, deoarece prezența sa ar explica modificările gravitaționale în multe stele și sisteme..

Deoarece se crede că materia întunecată ocupă până la 90% din univers, este posibil ca universul nostru să fie închis. În acest caz, gravitația ar putea compensa expansiunea, ducând-o la Big Crunch, așa cum s-a descris anterior..

În orice caz, este o idee fascinantă, care are încă mult spațiu pentru speculații. În viitor, este posibil ca adevărata natură a materiei întunecate, dacă există, să fie dezvăluită.

Există deja experimente în acest sens în laboratoarele Stației Spațiale Internaționale. Între timp, pe teren, se fac și experimente pentru a obține materia întunecată din materia normală. Descoperirile rezultate vor fi esențiale pentru înțelegerea naturii adevărate a universului..

Referințe

  1. Kragh, H. Modele ciclice ale universului relativist. Recuperat de pe: arxiv.org.
  2. Pérez, I. Originea și sfârșitul Universului. Recuperat de pe: revistaesfinge.com.
  3. SC633. Originile Universului. Recuperat de la: sc663b2wood.weebly.com.
  4. Villanueva, J. Teoria universului oscilant. Recuperat: universetoday.com.
  5. Wikipedia. Model ciclic. Recuperat de pe: en.wikipedia.org.
  6. Wikipedia. Forma Universului. Recuperat de pe: en.wikipedia.org.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.