STOR CRUNCH-TEORI: HISTORIE, PRINSIPPER, FAKTA FOR OG IMOT - ARTE - 2025

The Big Crunch, Big Crunch, eller Big Implosion teori foreslår at universet vil til slutt kontrakt til re-danne en stor singularitet i rom-tid. Det er derfor en slags reversering av Big Bang.

Hvis universet hadde begynt i den voldsomme utvidelsen av en singularitet der all romtid var konsentrert, er slutten nettopp den omvendte prosessen. Ideen er ikke ny, siden forskere lenge har lurt på om tyngdekraften, den store arkitekten for materie, også en dag vil kunne forårsake dens totale kollaps.

Figur 1. Denne animasjonen viser noe av hva som ville skje under Big Crunch: galakser som nærmer seg hverandre til de danner en singularitet i et lite rom. Kilde: Wikimedia Commons.

The Big Crunch snakker om hvordan enden på universet ville være hvis tyngdekraften hersker. Det er ikke en teori om dens opprinnelse, selv om det er en annen, det fra det oscillerende universet, som kombinerer Big Crunch med Big Bang for å produsere et bilde av uendelige universer i stadige sykluser av utvidelse og sammentrekning.

Selv om universet utvider seg for øyeblikket, og det er mye bevis for å støtte dette, antyder Big Crunch at tyngdekraften på et tidspunkt vil være kraftig nok til å stoppe denne utvidelsen.

Og ikke bare stoppe det, men snu det til et punkt å forårsake en kontinuerlig sammentrekning, bringe stjerner og galakser nærmere og nærmere. Men det ville ikke være alt, ved å trekke seg sammen ville universet gradvis varme seg opp til en utenkelig skala, noe som fikk planetene til å bli ugjestmilde for livet.

Kompresjonen vil fortsette til rom-tid og alt i den reduseres til en singularitet som et nytt univers til slutt kan bli født fra. Eller kanskje ikke, siden det for øyeblikket ikke er noen måte å vite det på.

Historien og prinsippene for Big Crunch-teorien

Selv om beviset for at universet ekspanderer for øyeblikket er uten tvil, slutter aldri tyngdekraften å være til stede, og kan når som helst bli den dominerende kraften og føre til at planeter, stjerner og galakser kommer nærmere hverandre.

Forskere foreslår at den nåværende ekspansjonen skyldes mørk energi, et felt som fyller all plass, men hvis sanne natur er ukjent, selv om den antas å være generert av selve rommet, og øker når den vokser.

Og jo mer universet utvides, desto mer rom skapes og med det mer mørk energi med undertrykk, noe som skaper et scenario med ubestemt og stadig raskere ekspansjon.

Imidlertid, hvis du starter fra et lukket univers, kan ikke ekspansjonen fortsette for alltid, og den mørke energien må nødvendigvis svekkes, selv om det ikke er kjent når det vil begynne å skje. Noen tror at det allerede har begynt, selv om universet ser ut til å øke ekspansjonshastigheten.

Denne svekkelsen vil gjøre at tyngdekraften tar en overveiende rolle, og får tettheten til universet til å øke igjen. En tetthet på minst 3 atomer / kubikkmeter anses nødvendig for at dette skal skje.

På denne måten vil galaksene komme nærmere og nærmere, og ankomme på et tidspunkt hvor de alle danner en kolossal galakse som deretter vil konsentrere seg for å gi opphav til et unikt svart hull, en enestående størrelse med utrolig små dimensjoner.

Figur 2. Den mulige tilbakegang av galakser er årsak til kosmologiske spekulasjoner. Kilde: Wikimedia Commons.

Det er en slags Big Bang i omvendt retning, selv om egenskapene til dette ekstremt varme nye universet ville være ganske forskjellige, siden tettheten ikke lenger ville være ensartet.

Mulige geometrier for universet

I følge et kosmologisk kriterium, hvis tettheten til universet er homogen, bestemmes dets krumning av den gjennomsnittlige tettheten, idet nevnte krumning er konstant. Indikatoren er krumningsparameteren Ωo:

Ωo = gjennomsnittlig tetthet av universet / kritisk energitetthet

Hvor den kritiske energitettheten er den for et flatt univers, blottet for krumning. Det er tre muligheter for denne parameteren: Ωo = 1, større enn 1 eller mindre enn 1. Når Ωo> 1 har vi et sfærisk eller lukket univers, der Big Crunch er en veldig reell mulighet.

Aktuelle målinger peker på et plangeometriunivers, og derfor har Big Crunch-hypotesen foreløpig ikke støtte fra majoriteten i det vitenskapelige samfunnet, bortsett fra for noen kosmologer, som vi snart vil se.

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

Fakta til fordel

Big Crunch-hypotesen kommer fra mange forskere som ideen om et stadig voksende univers ikke kan antas å ta. Ved å innrømme at Big Crunch er en reell mulighet, ville universet ha en begynnelse og slutt, noe som kan være betryggende for mange.

På den annen side aksepteres Big Crunch for andre forskere når det er en del av en endeløs syklus av utvidelser og sammentrekninger som er foreslått i teorien om det oscillerende universet, fordi dette ville unngått å tenke presist på begynnelsen av universet som sådan, og hvor urovekkende det er å spekulere om hva som var der før det var.

Av disse grunnene fortsetter mange forskere med å lage nye modeller av universet. Det er de som har foreslått modifikasjoner i verdien av den kosmologiske konstanten, en konstant foreslått av Albert Einstein slik at løsningene i hans feltligninger ville føre til et stabilt univers.

I følge de nyeste astronomiske dataene har den kosmologiske konstanten, betegnet med den store boken greske bokstaven lambda, en verdi på: Λ = ^10-46 km ^-2 .

Noen kosmologer hevder at en enda lavere verdi av denne konstanten, som allerede er liten, sikkert fører til et endelig univers, der sammentrekningen av rommet er mulig. På denne måten ville Big Crunch være en levedyktig ende av universet.

Oscillerende universeteori

Også kjent som den pulserende universsteorien eller Big Bounce, den har mange poeng til felles med Big Crunch.

Det ble foreslått av matematikeren Richard Tolman (1881-1948), som postulerte at universet utvider seg på grunn av impulsen fra Big Bang, men så stopper utvidelsen når tyngdekraften blir den dominerende kraften.

Dette har skjedd med jevne mellomrom, derfor har ikke universet, og har heller aldri hatt noen begynnelse eller slutt.

Alternative teorier for slutten av universet

Bortsett fra Big Crunch og den oscillerende universeteorien, hevder mange kosmologer at universet heller vil ende med Big Rip: det er sannsynligvis utvidelsen som ender opp med å ødelegge saken, dele den mer og mer.

Og en annen del av forskerne vurderer at utvidelsen innebærer en kontinuerlig avkjøling. Som kjent stopper bevegelsene til de bestanddeler av materiepartikler når de når absolutt null, en utenkelig kald temperatur som ennå ikke er nådd.

Hvis universet er åpent, kan ekspansjonen fortsette på ubestemt tid, da temperaturen blir nærmere og nærmere absolutt null. Denne avkjøling, kjent som Big Freeze, vil forårsake universets eventuelle hetedød i en fjern fremtid.

Data mot

To viktige fakta betyr at mange forskere ikke tror på Big Crunch som et alternativ i universets utvikling.

Den første er at universet for tiden utvider seg, et faktum bekreftet eksperimentelt ved observasjon av fjerne supernova-stjerner og målinger av den kosmiske bakgrunnsstrålingen som er igjen fra Big Bang.

Selvfølgelig er det en mulighet for at det i fremtiden vil slutte å gjøre det, siden det er nok tid til det og viktigst: det er mange ting som vi fremdeles ikke vet om universet.

Det andre er at målinger av universets krumning antyder at universets geometri er flat. Og i en geometri som dette er ikke Big Crunch mulig. Dette ble avslørt av resultatene fra Planck-oppdraget, som indikerer at tettheten til universet er 5% større enn det som kreves for at det skal stenges.

Planck-oppdraget er et prosjekt fra European Space Agency, som består av en kunstig satellitt utstyrt for å samle inn data om romets natur. Det ble lansert i 2009 fra Fransk Guyana og er utstyrt med sonder, detektorer og teleskoper.

Figur 4. Modell av Planck-satellitten, kåret til ære for den tyske fysikeren Max Planck (1858-1947), pioner for Quantum Mechanics. Kilde: Wikimedia Commons. Fotografi av Mike Peel (www.mikepeel.net).

Forskere som støtter Big Crunch

Blant dem som forsvarer muligheten for en forestående kollaps av universet av Big Crunch, er Nemanja Kaloper og Antonio Padilla. Disse forskerne jobber med en modell der de har endret verdien av den kosmologiske konstanten, og oppnådd et stabilt og lukket univers.

Resultatene deres er publisert i Physical Review Letters, men for øyeblikket er det ingen observasjoner som støtter denne nye modellen.

referanser

1. Harris, W. Hvordan fungerer Big Crunch Theory. Gjenopprettet fra: science.howstuffworks.com.
2. Mann, A. Hvordan slutter universet? Gjenopprettet fra: livescience.com.
3. Moskowitz, C. Endless Void eller Big Crunch: Hvordan vil universet ende? Gjenopprettet fra: space.com.
4. NeoFronteras. Blir det en stor knase? Gjenopprettet fra: neofronteras.com.
5. Steinhardt, P. Kosmisk evolusjon i et syklisk univers. Gjenopprettet fra: arxiv.org.
6. UCDavis. Nemanja Kalopers nye forskning på universets ende gir sterk mediedekning. Gjenopprettet fra: physics.ucdavis.edu.
7. Wikipedia. Stor knase. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.
8. Wikipedia. Mørk energi. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.