TEORIJA VELIKEGA DROBLJENJA: ZGODOVINA, NAČELA, DEJSTVA ZA IN PROTI - ARTE - 2025

Big Crunch, Big Crunch, ali Big implozija teorija predlaga, da se bo vesolje sčasoma pogodba za ponovno tvorijo veliko singularnost v prostor-času. Gre torej za neke vrste preobrat velikega poka.

Če bi vesolje imelo svoje začetke v silovitem širjenju singularnosti, v kateri je bil skoncentriran ves prostor-čas, potem je njegov konec ravno obratni postopek. Ideja ni nova, saj se znanstveniki že dolgo sprašujejo, ali bo gravitacija, velik arhitekt materije, nekega dne lahko povzročila tudi njen popolni propad.

Slika 1. Ta animacija prikazuje nekaj, kar bi se zgodilo med velikim krčem: galaksije se približujejo druga drugi, dokler v majhnem prostoru ne tvorijo posebnosti. Vir: Wikimedia Commons.

Big Crunch govori o tem, kakšen bi bil konec vesolja, če prevlada sila gravitacije. Ne obstaja teorija o njegovem nastanku, čeprav obstaja še ena, tista o nihajočem vesolju, ki združuje Veliki krč z Velikim praskom, da ustvari podobo neskončnih vesoljev v konstantnih ciklih širjenja in krčenja.

Čeprav se vesolje trenutno širi in obstaja veliko dokazov, ki to podpirajo, Big Crunch kaže, da bo gravitacija v nekem trenutku dovolj močna, da ustavi to širitev.

In ne samo ustaviti, ampak ga obrniti do te mere, da povzroči nenehno krčenje in približa zvezde in galaksije. Vendar ne bi bilo vse, s pogodbo bi se vesolje postopoma segrevalo do nepredstavljivega obsega, zaradi česar bi planeti postali neprimerni za življenje.

Stiskanje bo trajalo vse do vesolja in časa, vse v njem pa se zmanjša na posebnost, iz katere bi se lahko sčasoma rodilo novo vesolje. Ali pa morda ne, saj trenutno tega ni mogoče vedeti.

Zgodovina in načela teorije Big Crunch

Čeprav so za zdaj dokazi, da se vesolje širi, nesporni, sila gravitacije ne preneha biti prisotna in lahko kadar koli postane prevladujoča sila in povzroči, da se planeti, zvezde in galaksije zbližajo.

Znanstveniki predlagajo, da je trenutna širitev posledica temne energije, polja, ki zapolni ves prostor, vendar njegova resnična narava ni znana, čeprav naj bi se po njenem naraščanju pojavljal vesolje.

In bolj ko se vesolje širi, več prostora nastaja in z njim več temne energije z negativnim pritiskom, ki ustvarja scenarij nedoločenega in vse hitrejšega širjenja.

Če pa začnete iz zaprtega vesolja, širitev ne more trajati večno in temna energija mora nujno oslabiti, čeprav ni znano, kdaj bi se to začelo dogajati. Nekateri verjamejo, da se je že začelo, čeprav se zdi, da se vesolje povečuje.

Zaradi oslabitve bo gravitacija prevzela prevladujočo vlogo, zaradi česar se bo gostota vesolja znova povečala. Gostota vsaj 3 atomov / kubični meter se šteje za potrebno, da se to zgodi.

Na ta način se bodo galaksije vedno bolj približale in prišle v čas, ko bodo vse tvorile kolosalno galaksijo, ki se bodo nato skoncentrirale in ustvarile edinstveno črno luknjo, posebnost neverjetno majhnih dimenzij.

Slika 2. Možni umik galaksij je vzrok za kozmološke špekulacije. Vir: Wikimedia Commons.

Gre za nekakšen Big Bang v obratni smeri, čeprav bi bile značilnosti tega izjemno vročega novega vesolja precej drugačne, saj gostota ne bi bila več enakomerna.

Možne geometrije za vesolje

Če je gostota vesolja homogena, je kozmološko merilo določeno s povprečno gostoto, pri čemer je navedena ukrivljenost konstantna. Indikator je parameter ukrivljenosti Ωo:

Ωo = povprečna gostota vesolja / kritična gostota energije

Kriticna gostota energije je ploskega vesolja, brez ukrivljenosti. Za ta parameter obstajajo tri možnosti: Ωo = 1, večja od 1 ali manjša od 1. Ko je Ωo> 1, imamo sferično ali zaprto vesolje, v katerem je Big Crunch zelo realna možnost.

Trenutne meritve kažejo na vesolje geometrije ravnin, zato hipoteza o Big Cruncu trenutno nima podpore večine v znanstveni skupnosti, razen nekaterih kozmologov, kot bomo videli v kratkem.

Slika 3. Slika treh možnih geometrij vesolja. Veliki krč je možen v sferičnem vesolju, ki je končno in zaprto. Vir: Wikimedia Commons.

Dejstva v prid

Hipoteza Big Crunch izvira iz mnogih znanstvenikov, za katere ideja o nenehno širijočem se vesolju ni dopustna. Če priznamo, da je velik krč resnična možnost, bi imelo vesolje začetek in konec, kar je za mnoge lahko pomirjujoče.

Po drugi strani pa je za druge znanstvenike velik krč sprejet, kadar je del neskončnega kroga širitev in krčenja, predlaganih v teoriji nihajočega vesolja, ker bi se tako izognili razmišljanju o začetku vesolja kot takega in kako moteče je špekuliranje. o tem, kaj je bilo tam prej.

Zaradi tega mnogi raziskovalci še naprej delajo na ustvarjanju novih modelov vesolja. Obstajajo tisti, ki so predlagali spremembe vrednosti kozmološke konstante, konstante, ki jo je predlagal Albert Einstein, tako da bi rešitve njegovih poljskih enačb vodile v stabilno vesolje.

Po najnovejših astronomskih podatkih ima kozmološka konstanta, označena z veliko grško črko lambda, vrednost: Λ = 10 ^-46 km ^-2 .

Nekateri kozmologi trdijo, da še manjša vrednost te konstante, ki je že tako drobna, zagotovo vodi v končno vesolje, v katerem je krčenje prostora izvedljivo. Na ta način bi bil Veliki krč uspešen konec vesolja.

Oscilirajoča teorija vesolja

Znana tudi kot pulzirajoča vesoljska teorija ali Big Bounce, ima veliko točk skupnega z velikim drobljenjem.

Predlagal ga je matematik Richard Tolman (1881–1948), ki je predpostavil, da se vesolje širi zaradi impulza iz Velikega poka, vendar se nato ekspanzija ustavi, ko gravitacija postane prevladujoča sila.

To se dogaja občasno, zato vesolje nima, niti nikoli ni imelo začetka ali konca.

Nadomestne teorije za konec vesolja

Številni kozmologi poleg velikega krča in oscilirajoče teorije vesolja trdijo, da se bo vesolje raje končalo z Velikim razcepom: verjetno širitev na koncu uniči zadevo in jo vedno bolj deli.

Drugi del znanstvenikov meni, da širitev pomeni nenehno hlajenje. Kot je znano, se premiki sestavnih delcev snovi ustavijo, ko dosežejo absolutno ničlo, nepredstavljivo hladna temperatura, ki še ni bila dosežena.

Če je vesolje odprto, se širjenje lahko nadaljuje v nedogled, saj se njegova temperatura bliža in bliža absolutni ničli. To hlajenje, znano kot Velika zamrznitev, bo povzročilo morebitno toplotno smrt vesolja v daljni prihodnosti.

Podatki proti

Dva pomembna dejstva pomenijo, da mnogi znanstveniki ne verjamejo v Big Crunch kot alternativo evoluciji vesolja.

Prvo je, da se vesolje trenutno širi, dejstvo je eksperimentalno potrjeno z opazovanjem daljnih zvezd supernove in meritvami kozmičnega sevanja ozadja, ostankov Velikega poka.

Seveda obstaja možnost, da v prihodnosti neha več delati, saj je za to dovolj časa in kar je najpomembneje: obstaja veliko stvari, ki jih o vesolju še vedno ne vemo.

Drugo je, da meritve ukrivljenosti vesolja kažejo, da je geometrija vesolja ravna. In v takšni geometriji Big Crunch ni mogoč. To so razkrili rezultati misije Planck, ki kažejo, da je gostota vesolja za 5% večja od tiste, ki je potrebna za njegovo zapiranje.

Misija Planck je projekt Evropske vesoljske agencije, ki ga sestavlja umetni satelit, opremljen za zbiranje podatkov o naravi vesolja. Izstrelili so ga leta 2009 iz Francoske Gvajane in je opremljen s sondami, detektorji in teleskopi.

Slika 4. Model satelita Planck, imenovan v čast nemškega fizika Maksa Plancka (1858-1947), pionirja kvantne mehanike. Vir: Wikimedia Commons. Fotografija Mikea Peela (www.mikepeel.net).

Znanstveniki, ki podpirajo velik krč

Med tistimi, ki zagovarjajo možnost neposrednega propada vesolja tipa Big Crunch, sta Nemanja Kaloper in Antonio Padilla. Ti raziskovalci delajo z modelom, v katerem so spremenili vrednost kozmološke konstante in tako dobili stabilno in zaprto vesolje.

Njihovi rezultati so bili objavljeni v Fizičnih pregledih, trenutno pa ni nobenih pripomb, ki bi podprle ta nov model.

Reference

1. Harris, W. Kako deluje teorija velikega drobljenja. Pridobljeno: science.howstuffworks.com.
2. Mann, A. Kako se bo vesolje končalo? Pridobljeno od: lifecience.com.
3. Moskowitz, C. Neskončna praznina ali velik krč: Kako se bo vesolje končalo? Pridobljeno: space.com.
4. NeoFronteras. Bo prišlo do velikega krča? Pridobljeno: neofronteras.com.
5. Steinhardt, P. Kozmična evolucija v cikličnem vesolju. Pridobljeno: arxiv.org.
6. UCDavis. Nova raziskava prof. Nemanje Kaloperja o koncu vesolja ustvarja močan medijski pokritost. Pridobljeno: physics.ucdavis.edu.
7. Wikipedija. Veliki drobljenec. Pridobljeno: es.wikipedia.org.
8. Wikipedija. Temna energija. Pridobljeno: es.wikipedia.org.