Teori alam semesta berayun

Pemandangan alam semesta Hubble. Alam Semesta kini berkembang, tetapi menurut teori alam semesta berayun, ada masa yang kontrak. Sumber: Wikimedia Commons.

The Teori alam semesta berayun o Cyclic Universe mencadangkan bahawa alam semesta berkembang dan kontrak selama -lamanya. Richard Tolman (1881-1948), seorang ahli matematik Institut Teknologi California, mencadangkan teori alam semesta yang berdenyut dengan asas matematik sekitar tahun 1930.

Tetapi idea itu bukan baru untuk masa Tolman, kerana bekas Kitab Suci Veda telah mencadangkan sesuatu yang serupa dengan 1500 hingga.C, menyatakan bahawa seluruh alam semesta terkandung dalam telur kosmik yang dipanggil Brahmanda.

Terima kasih kepada Edwin Hubble (1889-1953) terbukti bahawa alam semesta sedang berkembang, yang menurut kebanyakan ahli astronomi, sedang mempercepatkan.

Cadangan teori alam semesta berayun

Apa yang dicadangkan Tolman ialah pengembangan alam semesta berlaku berkat dorongan awal Big Bang dan akan berhenti sekali mengatakan pemberhentian impuls oleh tindakan graviti.

Sesungguhnya, ahli kosmologi Rusia Alexander Friedmann (1888-1925) telah diperkenalkan secara matematik pada tahun 1922 idea tentang ketumpatan kritikal alam semesta, di bawahnya ia berkembang tanpa graviti dapat menghalangnya, sementara di atas, graviti yang sama menghalang pengembangan dan menyebabkan penguncupannya sehingga mencapai keruntuhan.

Nah, dalam teori Tolmannya, dia meramalkan bahawa ketumpatan alam semesta akan mencapai titik di mana pengembangan berhenti berkat brek graviti, dan fasa penguncupan akan bermula, dipanggil Crunch besar.

Perwakilan besar

Semasa fasa ini, galaksi akan semakin dekat dan lebih banyak untuk membentuk jisim yang sangat padat, yang akan menyebabkan keruntuhan yang diramalkan.

Dapat melayani anda: 7 ciri cecair yang paling penting

Teori ini juga mengemukakan bahawa alam semesta tidak mempunyai permulaan dan akhir tertentu, kerana ia dibina dan dimusnahkan secara bergantian dalam kitaran berjuta -juta tahun.

Perkara primordial

Kebanyakan ahli kosmologi menerima teori Big Bang sebagai asal usul alam semesta, yang dibentuk melalui letupan asal yang hebat, dalam bentuk tertentu dan tenaga ketumpatan yang tidak dapat dibayangkan dan suhu besar. 

Crunch besar, paksi menegak mewakili pengembangan atau penguncupan bergantung pada masa

Dari atom awal yang hebat ini muncul zarah -zarah asas yang kita tahu: proton, elektron dan neutron, dalam bentuk yang dipanggil ylem, Kata Yunani bahawa Aristotle yang bijak telah digunakan untuk merujuk kepada bahan utama, sumber semua perkara. 

Dia ylem Dia menyejukkan secara beransur -ansur ketika dia berkembang, menjadi kurang padat pada satu masa. Proses ini meninggalkan tanda radiasi di alam semesta, yang kini telah dikesan: latar belakang radiasi gelombang mikro.

Zarah -zarah asas mula menggabungkan antara satu sama lain dan membentuk subjek yang kita tahu dalam beberapa minit. Jadi ylem Ia berturut -turut berubah menjadi satu dan bahan lain. Idea ylem Ia adalah yang tepat menimbulkan alam semesta yang berdenyut.

Mengikut teori alam semesta berdenyut, sebelum mencapai fasa luas ini di mana kita sekarang, ada kemungkinan bahawa terdapat satu lagi alam semesta yang serupa dengan yang terkini, yang dikontrak sehingga ia membentuk ylem.

Atau mungkin kita adalah yang pertama dari alam semesta kitaran yang akan berlaku pada masa akan datang.

Big Bang, Crunch Besar dan Entropi

Big Bang Dibentangkan dalam Dua Dimensi: Ruang dan Masa

Menurut Tolman, setiap urutan ayunan alam semesta bermula dengan bang besar, di mana ylem Ia menimbulkan semua subjek yang kita tahu dan berakhir dengan masalah besar, keruntuhan di mana alam semesta runtuh.

Boleh melayani anda: Penyelidikan Lapangan: Ciri, Reka Bentuk, Teknik, Contoh

Dalam tempoh masa antara satu dan yang lain, alam semesta berkembang sehingga graviti menghentikan.

Walau bagaimanapun, seperti yang disedari oleh Tolman sendiri, masalahnya adalah dalam undang -undang termodinamik kedua, yang menegaskan bahawa entropi - menderita gangguan - sistem tidak pernah berkurangan.

Imej semua langit alam semesta yang dibuat dari sembilan tahun data wmap

Oleh itu, setiap kitaran harus lebih lama daripada yang sebelumnya, jika mungkin alam semesta dapat memori entropi sebelumnya. Dengan meningkatkan tempoh setiap kitaran, satu titik di mana alam semesta cenderung berkembang selama -lamanya akan tiba.

Akibat yang lain ialah menurut model ini, alam semesta adalah terhingga dan di beberapa titik jauh pada masa lalu harus mempunyai asal.

Untuk membetulkan masalah itu, Tolman mengatakan bahawa dengan memasukkan termodinamik relativistik, sekatan tersebut akan hilang, yang membolehkan siri kontraksi dan pengembangan alam semesta yang tidak terbatas.

Evolusi alam semesta

Parameter ketumpatan menentukan tiga geometri yang mungkin di alam semesta

Ahli kosmologi Rusia Alexander Friedmann, yang juga seorang ahli matematik yang hebat, menemui tiga penyelesaian untuk persamaan Einstein. Ini adalah 10 persamaan yang merupakan sebahagian daripada teori relativiti dan menggambarkan bagaimana ruang masa melengkung kerana kehadiran bahan dan graviti.

Tiga penyelesaian Friedmann membawa kepada tiga model alam semesta: satu ditutup, satu lagi pesawat terbuka dan ketiga. Kemungkinan yang ditawarkan oleh ketiga -tiga penyelesaian ini adalah:

• Alam semesta yang berkembang boleh berhenti berkembang dan berkontrak lagi.
• Alam semesta yang berkembang dapat mencapai keseimbangan.
• Pengembangan dapat terus menjadi tak terhingga.

RIP BESAR

Rekreasi Artistik Big Rip

Kadar pengembangan alam semesta dan jumlah perkara yang ada di dalamnya adalah kunci untuk mengenali penyelesaian yang betul dari ketiga -tiga yang disebutkan.

Boleh melayani anda: latar belakang masalah: konsep dan contoh

Friedmann menganggarkan bahawa ketumpatan kritikal yang dirujuk pada mulanya adalah kira -kira 6 atom hidrogen untuk setiap meter padu. Ingat bahawa hidrogen dan helium adalah produk utama dari ylem selepas bang besar dan unsur -unsur yang paling banyak di alam semesta.

Sehingga kini, saintis bersetuju bahawa ketumpatan alam semesta sekarang sangat rendah, sehingga tidak dapat dilaksanakan dengannya untuk menghasilkan kekuatan graviti yang melambatkan pengembangan.

Maka alam semesta kita akan menjadi alam semesta terbuka, yang boleh berakhir dengan air mata besar atau rip besar, di mana perkara dipisahkan menjadi zarah subatom yang tidak pernah bergabung lagi. Ini akan menjadi akhir alam semesta yang kita tahu.

Perkara gelap adalah kunci

Kehadiran bahan gelap, apabila imej mendekati kelengkungan yang dihasilkan oleh kanta graviti dapat diperhatikan. Sumber: NASA/ESA

Tetapi anda perlu mengambil kira kewujudan perkara gelap. Perkara gelap tidak dapat dilihat atau dikesan secara langsung, sekurang -kurangnya buat masa ini. Tetapi kesan graviti ya, kerana kehadirannya akan menjelaskan perubahan graviti di banyak bintang dan sistem.

Seperti yang dipercayai bahawa perkara gelap menduduki sehingga 90 % alam semesta, alam semesta kita mungkin ditutup. Dalam hal ini, graviti dapat mengimbangi pengembangan, membawanya ke masalah besar, seperti yang diterangkan sebelumnya.

Walau apa pun, ia adalah idea yang menarik, yang masih mempunyai banyak bidang yang terbuka kepada spekulasi. Pada masa akan datang, mungkin sifat sebenar perkara gelap, jika ada, terdedah.

Sudah ada eksperimen untuk ini di makmal stesen angkasa antarabangsa. Sementara itu pada eksperimen tanah juga dijalankan untuk mendapatkan bahan gelap dari perkara biasa. Penemuan yang akan menjadi kunci untuk memahami sifat sebenar alam semesta.