Istoria teoriei Big Crunch, principii, fapte pro și contra

2206
Anthony Golden

teoria marii crize, Marea Crăpătură sau Marea Implozie, propune că universul se va contracta în cele din urmă pentru a re-forma o mare singularitate în spațiu-timp. Prin urmare, este un fel de inversare a Marea explozie. 

Dacă universul a avut începuturile sale în expansiunea violentă a unei singularități în care a fost concentrat tot spațiul-timp, atunci sfârșitul său este tocmai procesul invers. Ideea nu este nouă, deoarece oamenii de știință s-au întrebat de mult dacă gravitația, marele arhitect al materiei, va putea, într-o bună zi, să-i provoace prăbușirea totală.

Figura 1. Această animație arată ceva din ceea ce s-ar întâmpla în timpul Big Crunch: galaxiile se apropie una de cealaltă până când formează o singularitate într-un spațiu mic. Sursa: Wikimedia Commons.

Big Crunch vorbește despre cum ar fi sfârșitul universului dacă forța gravitațională va prevala. Nu este o teorie despre originea sa, deși există o altă, cea a universului oscilant, care combină Big Crunch cu Marea explozie pentru a crea o imagine a universurilor infinite în cicluri constante de expansiune și contracție.

Deși universul se extinde în acest moment și există multe dovezi care să susțină acest lucru, Big Crunch sugerează că gravitația va fi la un moment dat suficient de puternică pentru a opri această expansiune..

Și nu doar opriți-l, ci inversați-l până la punctul de a provoca o contracție continuă, aducând stelele și galaxiile din ce în ce mai aproape. Dar nu ar fi totul, prin contractare, universul s-ar încălzi progresiv la o scară inimaginabilă, determinând planetele să devină inospitaliere pentru viață.. 

Compresia va continua până când spațiul-timp și totul din el se reduce la o singularitate din care s-ar putea naște în cele din urmă un nou univers. Sau poate nu, deoarece momentan nu există nicio modalitate de a ști.

Indice articol

  • 1 Istoria și principiile teoriei Big Crunch
    • 1.1 Posibile geometrii pentru univers
  • 2 Fapte în favoarea
    • 2.1 Teoria universului oscilant
    • 2.2 Teorii alternative pentru sfârșitul universului
  • 3 Date împotriva
  • 4 oameni de știință care susțin marea criză
  • 5 Referințe

Istoria și principiile teoriei Big Crunch

Deși, deocamdată, dovezile că universul se extinde sunt incontestabile, forța gravitațională nu încetează să mai fie prezentă, putând deveni forța dominantă în orice moment și cauzând apropierea de planete, stele și galaxii..

Oamenii de știință propun că expansiunea actuală se datorează energiei întunecate, un câmp care umple tot spațiul, dar a cărui adevărată natură este necunoscută, deși se crede că este generată chiar de spațiu și crește pe măsură ce spațiul crește.. 

Și cu cât universul se extinde, cu atât este creat mai mult spațiu și, odată cu acesta, mai multă energie întunecată cu presiune negativă, creând un scenariu de expansiune nedefinită și din ce în ce mai rapidă..

Cu toate acestea, dacă începeți de la un univers închis, expansiunea nu poate continua pentru totdeauna și energia întunecată trebuie să scadă în mod necesar, deși nu se știe când ar începe să se întâmple asta. Unii cred că a început deja, chiar dacă universul pare să-și crească ritmul de expansiune..

Această slăbire va face ca gravitația să ia un rol preponderent, determinând densitatea universului să crească din nou. O densitate de cel puțin 3 atomi / metru cub este considerată necesară pentru ca acest lucru să se întâmple.

În acest fel, galaxiile se vor apropia din ce în ce mai aproape, ajungând într-un moment în care toate formează o galaxie colosală care se va concentra apoi pentru a da naștere unei găuri negre unice, o singularitate de dimensiuni incredibil de mici.. 

Figura 2. Posibila retragere a galaxiilor este cauza speculațiilor cosmologice. Sursa: Wikimedia Commons.

Este un fel de Marea explozie în sens invers, deși caracteristicile acestui nou univers extrem de fierbinte ar fi destul de diferite, deoarece densitatea nu ar mai fi uniformă.

Posibile geometrii pentru univers

Conform unui criteriu cosmologic, dacă densitatea universului este omogenă, curbura sa este determinată de densitatea medie, curbura menționată fiind constantă. Indicatorul este parametrul de curbură Ωo:

Ωo = densitatea medie a universului / densitatea critică a energiei

Acolo unde densitatea energetică critică este cea a unui univers plat, lipsit de curbură. Există trei posibilități pentru acest parametru: Ωo = 1, mai mare de 1 sau mai puțin de 1. Când Ωo> 1 există un univers sferic sau închis, în care Big Crunch este o posibilitate foarte reală.

Măsurătorile actuale indică un univers cu geometrie plană, prin urmare ipoteza Big Crunch nu are în prezent sprijinul majorității din comunitatea științifică, cu excepția unor cosmologi, așa cum vom vedea în scurt timp..

Figura 3. Imagine a celor trei posibile geometrii ale universului. Big Crunch este posibil într-un univers sferic, care este finit și închis. Sursa: Wikimedia Commons.

Fapte în favoarea

Ipoteza Big Crunch vine de la mulți oameni de știință pentru care ideea unui univers în continuă expansiune nu este admisibilă. Recunoscând că Big Crunch este o posibilitate reală, universul ar avea un început și un sfârșit, ceea ce poate fi liniștitor pentru mulți..

Pe de altă parte, pentru alți oameni de știință, Big Crunch este acceptat atunci când face parte dintr-un ciclu nesfârșit de expansiuni și contracții propuse în teoria universului oscilant, deoarece acest lucru ar evita gândirea exactă la începutul universului ca atare și cât de deranjant este să speculezi despre ceea ce era acolo înainte de a exista.

Din aceste motive, mulți cercetători continuă să lucreze la crearea de noi modele ale universului. Există cei care au propus modificări în valoarea constantă cosmologică, o constantă propusă de Albert Einstein astfel încât soluțiile ecuațiilor sale de câmp să conducă la un univers stabil.

Conform celor mai recente date astronomice, constanta cosmologică, notată cu litera greacă mai mare lambda, are o valoare de: Λ = 10-46 km-Două.

Unii cosmologi susțin că o valoare și mai mică a acestei constante, care este deja mică, duce cu siguranță la un univers finit, în care contracția spațiului este fezabilă. În acest fel Big Crunch ar fi un sfârșit viabil al universului..

Teoria universului oscilant

Cunoscută și sub numele de teoria universului pulsatoriu sau Big Bounce, are multe puncte în comun cu Big Crunch.

A fost propus de matematicianul Richard Tolman (1881-1948), care a postulat că universul se extinde prin impulsul provenit din Marea explozie, dar apoi expansiunea se oprește când gravitația devine forța dominantă. 

Cele de mai sus se întâmplă periodic, de aceea universul nu are și nici nu a avut vreodată un început sau un sfârșit. 

Teorii alternative pentru sfârșitul universului

În afară de Big Crunch și teoria universului oscilant, mulți cosmologi susțin că universul va ajunge mai degrabă cu Big Rip: probabil expansiunea ajunge să anihileze materia, împărțind-o din ce în ce mai mult.

Și o altă parte a oamenilor de știință consideră că expansiunea implică o răcire continuă. După cum se știe, mișcările particulelor constitutive de materie încetează atunci când ajung la zero absolut, o temperatură rece de neconceput care nu a fost încă atinsă..

Dacă universul este deschis, expansiunea poate continua la nesfârșit, deoarece temperatura sa se apropie din ce în ce mai mult de zero absolut. Această răcire, cunoscută sub numele de Marea îngheț, va provoca moartea termică a universului în viitorul îndepărtat..

Date împotriva

Două fapte importante înseamnă că mulți oameni de știință nu cred în Big Crunch ca alternativă în evoluția universului.

Primul este că universul se extinde în prezent, fapt confirmat experimental prin observarea stelelor supernova îndepărtate și măsurători ale radiației cosmice de fond, rămășiță a Marea explozie.

Desigur, există posibilitatea ca în viitor să înceteze să o facă, deoarece există suficient timp pentru asta și cel mai important: există multe lucruri pe care încă nu le știm despre univers.

Al doilea este că măsurătorile curburii universului sugerează că geometria universului este plană. Și într-o geometrie ca aceasta, Big Crunch nu este posibil. Acest lucru a fost anunțat de rezultatele misiunii Planck, care indică faptul că densitatea universului este cu 5% mai mare decât cea necesară pentru ca acesta să fie închis..

Misiunea Planck este un proiect al Agenției Spațiale Europene, care constă dintr-un satelit artificial echipat pentru a colecta date despre natura spațiului. A fost lansat în 2009 din Guyana Franceză și este echipat cu sonde, detectoare și telescoape.

Figura 4. Modelul satelitului Planck, numit după fizicianul german Max Planck (1858-1947), pionier al mecanicii cuantice. Sursa: Wikimedia Commons. Fotografie de Mike Peel (www.mikepeel.net). [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Oamenii de știință care susțin Big Crunch

Printre cei care apără posibilitatea unui colaps iminent al universului de tip Big Crunch se numără Nemanja Kaloper și Antonio Padilla. Acești cercetători lucrează cu un model în care au modificat valoarea constantei cosmologice, obținând un univers stabil și închis.. 

Rezultatele lor au fost publicate în Scrisori de revizuire fizică, cu toate acestea, în acest moment nu există observații care să susțină acest nou model.

Referințe

  1. Harris, W. Cum funcționează teoria Big Crunch. Recuperat de pe: science.howstuffworks.com.
  2. Mann, A. Cum se va termina Universul? Recuperat de pe: livescience.com.
  3. Moskowitz, C. Endless Void or Big Crunch: Cum se va termina Universul? Recuperat de pe: space.com.
  4. NeoFronteras. Va fi o criză mare? Recuperat de pe: neofronteras.com.
  5. Steinhardt, P. Evoluția cosmică într-un univers ciclic. Recuperat de pe: arxiv.org.
  6. UCDavis. Noua cercetare a prof. Nemanja Kaloper despre sfârșitul universului generează o acoperire puternică a mass-media. Recuperat de pe: physics.ucdavis.edu.
  7. Wikipedia. Big Crunch. Recuperat de pe: es.wikipedia.org.
  8. Wikipedia. Energie întunecată. Recuperat de pe: es.wikipedia.org.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.