Teória oscilujúceho vesmíru

Pohľad na hlboký vesmír Hubble. Vesmír sa v súčasnosti rozširuje, ale podľa teórie kmitajúceho vesmíru prichádza čas, ktorý sa uzatvára. Zdroj: Wikimedia Commons.

Ten Teória oscilujúceho vesmíru o Cyklický vesmír navrhuje, aby sa vesmír rozširoval a uzavrela neurčitú. Richard Tolman (1881-1948), matematik technologického inštitútu v Kalifornii, navrhol teóriu pulzujúceho vesmíru s matematickým nadáciou okolo roku 1930.

Myšlienka však nebola pre Tolmanov čas nová, pretože bývalé védske písma už navrhlo niečo podobné ako 1500 ako.C, v ktorom sa uvádza, že celý vesmír bol obsiahnutý v kozmickom vajíčku zvanom Brahmanda.

Vďaka Edwinovi Hubbleovi (1889-1953) je dokázané, že vesmír sa v súčasnosti rozširuje, ktorý podľa väčšiny astronómov v súčasnosti zrýchľuje.

Návrh teórie kmitajúceho vesmíru

To, čo Tolman navrhuje, je, že k rozšíreniu vesmíru dochádza vďaka počiatočnému impulzu veľkého tresku a zastaví sa raz, keď bude uvedený impulzný zastavenie pôsobením gravitácie.

Ruský kozmológ Alexander Friedmann (1888-1925) skutočne matematicky zaviedol v roku 1922 myšlienku kritickej hustoty vesmíru, pod ktorou sa rozširuje bez gravitácie, ale vyššie, ale vyššie, tá rovnaká gravitácia zabraňuje expanzii a spôsobuje jeho kontrakciu, kým nedosiahne zrútenie.

Vo svojej Tolmanovej teórii predpovedá, že hustota vesmíru dosiahne bod, v ktorom sa expanzia zastaví vďaka gravitačnej brzde a začne sa fáza kontrakcie, ktorá sa volá, nazvaná Veľká kríza.

Big Crunch Reprezentácia

Počas tejto fázy sa galaxie priblížia a viac, aby vytvorili obrovskú neuveriteľne hustú hmotu, čo spôsobí predpokladaný kolaps.

Môže vám slúžiť: 7 charakteristík najdôležitejších tekutín

Teória tiež predpokladá, že vesmír nemá špecifický začiatok a koniec, pretože je konštruovaný a zničený striedavo v cykloch miliónov rokov.

Prvotná hmota

Väčšina kozmológov prijíma teóriu veľkého tresku ako pôvod vesmíru, ktorý bol tvorený veľkým pôvodným výbuchom, v špecifickej forme hmoty a energie nepredstaviteľnej hustoty a obrovskej teploty. 

Veľká kríza, vertikálna os predstavuje expanziu alebo kontrakciu v závislosti od času

Z tohto veľkého počiatočného atómu vynorili elementárne častice, ktoré poznáme: protóny, elektróny a neutróny, vo forme nazývanej ylem, Grécke slovo, ktoré múdry Aristoteles použil na označenie primárnej látky, zdroj všetkej hmoty. 

On ylem Pri rozširovaní postupne ochladzuje a naraz sa stáva menej hustá. Tento proces zanechal vo vesmíre ožarovanie, ktorá bola v súčasnosti zistená: pozadie mikrovlnného žiarenia.

Elementárne častice sa začali navzájom kombinovať a tvoria subjekt, ktorý poznáme v minútach minút. Takže ylem Postupne sa zmenila na jednu a inú látku. Myšlienka ylem Je to ten, ktorý presne viedol k vzniku pulzujúceho vesmíru.

Podľa teórie pulzujúceho vesmíru, pred dosiahnutím tejto expanzívnej fázy, v ktorej sme teraz, je možné, že existoval ďalší vesmír podobný súčasnému, ktorý sa sťahoval, až kým nevytvorí ylem.

Alebo možno náš je prvý z cyklických vesmírov, ktorý sa uskutoční v budúcnosti.

Veľký tresk, veľká kríza a entropia

Veľký tresk prezentovaný v dvoch rozmeroch: priestor a čas

Podľa Tolmana každá sekvencia oscilácie vesmíru začína veľkým treskom, v ktorom ylem Venuje vznik všetkému predmetu, ktorý poznáme a končí veľkou krízou, kolapsom, v ktorom sa vesmír zrúti.

Môže vám slúžiť: terénny výskum: charakteristiky, dizajn, techniky, príklady

V období medzi jedným a druhým sa vesmír rozširuje, až kým Gravity nezastaví.

Ako si však sám Tolman uvedomil, problém je v druhom zákone termodynamiky, ktorý potvrdzuje, že entropia - trpiaca poruchou - systému nikdy neznižuje.

Obrázok celej oblohy vesmíru vytvorený z deviatich rokov údajov WMAP

Preto by mal byť každý cyklus dlhší ako ten predchádzajúci, ak by bol vesmír schopný udržať si spomienku na svoju predchádzajúcu entropiu. Zvýšením trvania každého cyklu by bod, v ktorom by vesmír mal tendenciu expandovať neurčito.

Ďalším dôsledkom je to, že podľa tohto modelu je vesmír konečný a v minulosti musel mať pôvod v minulosti pôvod.

Aby sa tento problém napravil, Tolman povedal, že zahrnutím relativistickej termodynamiky by takéto obmedzenia zmizli, čo umožní neurčitú sériu kontrakcií a rozšírenia vesmíru.

Vývoj vesmíru

Parameter hustoty určuje tri možné geometrie vesmíru

Ruský kozmológ Alexander Friedmann, ktorý bol tiež veľkým matematikom, objavil tri riešenia Einsteinových rovníc. Toto je 10 rovníc, ktoré sú súčasťou teórie relativity a opisujú, ako je priestorový čas zakrivený v dôsledku prítomnosti hmoty a gravitácie.

Tri riešenia Friedmanna vedú k trom modelom vesmíru: jedno uzavreté, druhé otvorené a tretie lietadlo. Možnosti ponúkané týmito tromi riešeniami sú:

• Rozširujúci sa vesmír sa môže znova prestať rozširovať a uzatvárať zmluvy.
• Rozširujúci sa vesmír môže dosiahnuť stav rovnováhy.
• Rozšírenie môže naďalej nekonečno.

Big Rip

Big Rip Artistic Recreation

Miera rozširovania vesmíru a množstvo hmoty v ňom sú kľúče na rozpoznávanie správneho riešenia troch uvedených.

Môže vám slúžiť: Pozadie problému: Koncept a príklady

Friedmann odhadol, že kritická hustota, na ktorú sa hovorilo na začiatku, je asi 6 atómov vodíka pre každý kubický meter. Pamätajte, že vodík a hélium sú hlavnými produktmi ylem Po veľkom tresku a najhojnejších prvkoch vesmíru.

Doteraz vedci súhlasia s tým, že hustota súčasného vesmíru je veľmi nízka, takže s ním nie je možné generovať gravitáciu, ktorá spomaľuje expanziu.

Potom by náš vesmír bol otvoreným vesmírom, ktorý by mohol skončiť veľkou slzou alebo veľkým RIP, kde je hmota rozdelená na subatomické častice, ktoré sa už nikdy nepripojia. Toto by bol koniec vesmíru, ktorý poznáme.

Temná hmota je kľúčová

Prítomnosť tmavej hmoty, keď sa obraz priblíži k zakriveniu produkovanými gravitačnými šošovkami. Zdroj: NASA/ESA

Ale musíte vziať do úvahy existenciu temnej hmoty. Tmavú hmotu nie je možné vidieť ani odhaľovať priamo, aspoň zatiaľ. Ale jeho gravitačné účinky áno, pretože jeho prítomnosť by vysvetlila gravitačné zmeny v mnohých hviezdoch a systémoch.

Keďže sa verí, že temná hmota zaberá až 90 % vesmíru, náš vesmír môže byť uzavretý. V takom prípade by gravitácia bola schopná kompenzovať expanziu, pričom by ju odviedla na veľkú krízu, ako je opísané predtým.

V každom prípade je to fascinujúca myšlienka, ktorá má stále veľa tela otvorených pre špekulácie. V budúcnosti je možné, že je odhalená skutočná povaha temnej hmoty, ak existuje, je vystavená.

V laboratóriách medzinárodnej vesmírnej stanice už existujú experimenty. Medzitým sa vykonávajú aj experimenty s pôdou, aby sa získala temná hmota z normálnej hmoty. Zistenia, ktoré výsledkom je, budú kľúčové k pochopeniu skutočnej povahy vesmíru.