STOR KNASENDE TEORI: HISTORIE, PRINCIPPER, FAKTA FOR OG IMOD - ARTE - 2025

Den Big Crunch, Big Crunch, eller Big Implosion teori foreslår, at universet i sidste ende vil kontrakt til re-danne en stor singularitet i rum-tid. Det er derfor en slags vending af Big Bang.

Hvis universet begyndte i den voldsomme udvidelse af en singularitet, hvor al rumtid var koncentreret, er slutningen netop den omvendte proces. Ideen er ikke ny, da forskere længe har spekuleret på, om tyngdekraften, den store materiearkitekt, også en dag vil være i stand til at forårsage dets totale sammenbrud.

Figur 1. Denne animation viser noget af, hvad der ville ske under Big Crunch: galakser, der nærmer sig hinanden, indtil de danner en singularitet i det lille rum. Kilde: Wikimedia Commons.

The Big Crunch taler om, hvordan universets ende ville være, hvis tyngdekraften hersker. Det er ikke en teori om dens oprindelse, selvom der er en anden, det fra det oscillerende univers, der kombinerer Big Crunch med Big Bang for at producere et billede af uendelige universer i konstante cykler med ekspansion og sammentrækning.

Selvom universet udvider i øjeblikket, og der er meget bevis for at støtte dette, antyder Big Crunch, at tyngdekraften på et tidspunkt vil være kraftig nok til at stoppe denne ekspansion.

Og ikke kun stoppe det, men vend det tilbage til det punkt, at det forårsager en kontinuerlig sammentrækning, hvor stjerner og galakser kommer tættere og nærmere. Men det ville ikke være alt, ved at sammentrykke, vil universet gradvist varme op i en ufattelig skala, hvilket får planeterne til at blive uundværlige i livet.

Kompressionen fortsætter indtil rumtid, og alt i det reduceres til en singularitet, hvorfra et nyt univers til sidst kunne blive født. Eller måske ikke, da der i øjeblikket ikke er nogen måde at vide.

Historien og principperne for Big Crunch-teorien

Selv om beviset for, at universet ekspanderer, er ubestrideligt, ophører tyngdekraften aldrig med at være til stede, idet han kan blive den dominerende kraft på ethvert tidspunkt og få planeter, stjerner og galakser til at komme tættere på hinanden.

Forskere foreslår, at den aktuelle ekspansion skyldes mørk energi, et felt, der fylder alt rum, men hvis ægte natur er ukendt, selvom det menes at være genereret af rummet selv, og stiger, når det vokser.

Og jo mere universet ekspanderer, desto mere plads skabes og med det mere mørk energi med negativt tryk, hvilket skaber et scenarie med ubestemt og stadig hurtigere ekspansion.

Men hvis du starter fra et lukket univers, kan ekspansionen ikke fortsætte for evigt, og den mørke energi skal nødvendigvis svækkes, selvom det ikke vides, hvornår det ville begynde at ske. Nogle mener, at det allerede er begyndt, selvom universet ser ud til at øge sin ekspansionshastighed.

Denne svækkelse vil få tyngdekraften til at tage en overvejende rolle, hvilket får universets tæthed til at stige igen. En tæthed på mindst 3 atomer / kubikmeter anses for nødvendig for at dette kan ske.

På denne måde vil galakserne komme tættere og tættere og ankommer på et tidspunkt, hvor de alle danner en kolossal galakse, som derefter koncentrerer sig for at give anledning til et unikt sort hul, en enestående af utroligt små dimensioner.

Figur 2. Den mulige tilbagegang af galakser er årsag til kosmologiske spekulationer. Kilde: Wikimedia Commons.

Det er en slags Big Bang i modsat retning, selvom egenskaberne ved dette ekstremt varme nye univers ville være ganske forskellige, da densiteten ikke længere ville være ens.

Mulige geometrier for universet

I henhold til et kosmologisk kriterium, hvis universets densitet er homogen, bestemmes dets krumning af den gennemsnitlige densitet, idet krumningen er konstant. Indikatoren er krumningsparameteren Ωo:

Ωo = universets gennemsnitlige tæthed / kritisk energitæthed

Hvor den kritiske energitæthed er den for et fladt univers, uden krumning. Der er tre muligheder for denne parameter: Ωo = 1, større end 1 eller mindre end 1. Når Ωo> 1 har vi et sfærisk eller lukket univers, hvor Big Crunch er en meget reel mulighed.

Aktuelle målinger peger på et plane geometriunivers, og derfor har Big Crunch-hypotesen ikke i øjeblikket støtte fra flertallet i det videnskabelige samfund, bortset fra nogle kosmologer, som vi snart vil se.

Figur 3. Billede af universets tre mulige geometrier. The Big Crunch er mulig i et sfærisk univers, som er endeligt og lukket. Kilde: Wikimedia Commons.

Fakta til fordel

Big Crunch-hypotesen kommer fra mange videnskabsfolk, for hvilke ideen om et konstant ekspanderende univers ikke kan antages til realitetsbehandling. Når man indrømmer, at Big Crunch er en reel mulighed, ville universet have en begyndelse og en ende, hvilket kan være betryggende for mange.

På den anden side accepteres Big Crunch for andre forskere, når det er en del af en uendelig cyklus af udvidelser og sammentrækninger, der er foreslået i teorien om det oscillerende univers, fordi dette ville undgå at tænke præcist på universets begyndelse som sådan, og hvor foruroligende det er at spekulere om hvad der var der før der var.

Af disse grunde arbejder mange forskere fortsat med at skabe nye modeller af universet. Der er dem, der har foreslået ændringer i værdien af ​​den kosmologiske konstant, en konstant foreslået af Albert Einstein, så løsningen af ​​hans feltligninger ville føre til et stabilt univers.

I henhold til de seneste astronomiske data har den kosmologiske konstant, betegnet med den store græske bogstav lambda, en værdi på: Λ = ^10-46 km ^-2.

Nogle kosmologer hævder, at en endnu lavere værdi af denne konstante, der allerede er lille, sikkert fører til et endeligt univers, hvor sammentrækningen af ​​rummet er mulig. På denne måde ville Big Crunch være en levedygtig ende på universet.

Oscillerende universsteori

Også kendt som den pulserende universsteori eller Big Bounce, det har mange punkter til fælles med Big Crunch.

Det blev foreslået af matematikeren Richard Tolman (1881-1948), som postulerede, at universet udvides på grund af impulsen fra Big Bang, men så stopper udvidelsen, når tyngdekraften bliver den dominerende kraft.

Dette har sket periodisk, derfor har universet ikke eller har det nogensinde haft en begyndelse eller ende.

Alternative teorier for universets ende

Bortset fra Big Crunch og den oscillerende universeteori, hævder mange kosmologer, at universet snarere vil ende med Big Rip: det er sandsynligvis udvidelsen, der ender med at ødelægge sagen og deler den mere og mere.

Og en anden del af forskerne mener, at udvidelsen medfører en kontinuerlig afkøling. Som det er kendt, stopper bevægelserne af stofbestanddelene af stof, når de når absolut nul, en ufattelig kold temperatur, som endnu ikke er nået.

Hvis universet er åbent, kan ekspansionen fortsætte på ubestemt tid, da dets temperatur bliver nærmere og tættere på absolut nul. Denne afkøling, kendt som Big Frys, vil forårsage universets eventuelle varmedød i den fjerne fremtid.

Data imod

To vigtige fakta betyder, at mange forskere ikke tror på Big Crunch som et alternativ i universets udvikling.

Den første er, at universet i øjeblikket udvides, et faktum, der bekræftes eksperimentelt ved observation af fjerne supernovastjerner og målinger af den kosmiske baggrundsstråling, rester efter Big Bang.

Der er selvfølgelig en mulighed for, at den i fremtiden vil stoppe med at gøre det, da der er tid nok til det og vigtigst af alt: der er mange ting, som vi stadig ikke ved om universet.

Det andet er, at målinger af universets krumning antyder, at universets geometri er flad. Og i en geometri som denne er Big Crunch ikke mulig. Dette blev afsløret af resultaterne af Planck-missionen, som indikerer, at universets tæthed er 5% større end den, der kræves for at det skal lukkes.

Planck-missionen er et projekt fra Det Europæiske Rumorganisation, der består af en kunstig satellit udstyret til at indsamle data om rummets art. Det blev lanceret i 2009 fra Fransk Guyana og er udstyret med sonder, detektorer og teleskoper.

Figur 4. Model af Planck-satellitten, navngivet til ære for den tyske fysiker Max Planck (1858-1947), pioner inden for kvantemekanik. Kilde: Wikimedia Commons. Fotografi af Mike Peel (www.mikepeel.net).

Forskere støtter Big Crunch

Blandt dem, der forsvarer muligheden for et forestående kollaps af Big Crunch-universet, er Nemanja Kaloper og Antonio Padilla. Disse forskere arbejder med en model, hvor de har ændret værdien af ​​den kosmologiske konstant og opnået et stabilt og lukket univers.

Deres resultater er blevet offentliggjort i Physical Review Letters, men i øjeblikket er der ingen observationer til støtte for denne nye model.

Referencer

1. Harris, W. Hvordan fungerer den store knasende teori. Gendannet fra: science.howstuffworks.com.
2. Mann, A. Hvordan slutter universet? Gendannes fra: livescience.com.
3. Moskowitz, C. Endless Void eller Big Crunch: Hvordan slutter universet? Gendannes fra: space.com.
4. NeoFronteras. Vil der være en stor knas? Gendannes fra: neofronteras.com.
5. Steinhardt, P. Kosmisk evolution i et cyklisk univers. Gendannes fra: arxiv.org.
6. UCDavis. Professor Nemanja Kalopers nye forskning om universets ende skaber stærk mediedækning. Gendannes fra: physics.ucdavis.edu.
7. Wikipedia. Stor knas. Gendannet fra: es.wikipedia.org.
8. Wikipedia. Mørk energi. Gendannet fra: es.wikipedia.org.