Teori om det oscillerende universet

Utsikt over det dype universet til Hubble. Universet utvides for tiden, men i henhold til teorien om det oscillerende universet kommer det en tid som kontrakter. Kilde: Wikimedia Commons.

De Teori om det oscillerende universet o Syklisk univers foreslår at universet utvides og trekker seg sammen på ubestemt tid. Richard Tolman (1881-1948), en matematiker ved Technological Institute of California, foreslo en teori om det pulserende universet med et matematisk stiftelse rundt 1930.

Men ideen var ikke ny for Tolmans tid, siden tidligere vediske skrifter allerede hadde foreslått noe lignende 1500 til.C, som sier at hele universet var inneholdt i et kosmisk egg som ble kalt Brahmanda.

Takket være Edwin Hubble (1889-1953) er det bevist at universet for tiden utvides, som ifølge de fleste astronomer for tiden akselererer.

Forslag om teorien om det oscillerende universet

Det Tolman foreslår er at utvidelsen av universet oppstår takket være den første impulsen til Big Bang og vil stoppe en gang sagt impulsopplysning ved virkningen av tyngdekraften.

Faktisk hadde den russiske kosmologen Alexander Friedmann (1888-1925) allerede matematisk introdusert i 1922 ideen om en kritisk tetthet av universet, under hvilken den utvides uten at tyngdekraften er i stand til å forhindre den, mens den samme gravitasjonen forhindrer utvidelse og forårsaker sammentrekning til den når kollaps.

Vel, i sin Tolman -teori spår han at universets tetthet vil nå et punkt der utvidelsen stopper takket være gravitasjonsbremsen, og sammentrekningsfasen vil begynne, kalt Stor knase.

Big Crunch -representasjon

I løpet av denne fasen vil galaksene komme nærmere og mer for å danne en enorm utrolig tett masse, noe som vil forårsake forutsagt kollaps.

Kan tjene deg: de 7 egenskapene til de viktigste væskene

Teorien postulerer også at universet ikke har en spesifikk start og slutt, siden det er konstruert og ødelagt vekselvis i sykluser på millioner av år.

Primordial materie

De fleste kosmologer aksepterer Big Bang -teorien som universets opprinnelse, som ble dannet gjennom den store originale eksplosjonen, i en spesifikk form for materie og energi med ufattelig tetthet og enorm temperatur. 

Den store knasen, den vertikale aksen representerer utvidelsen eller sammentrekningen avhengig av tiden

Fra dette store innledende atom dukket opp de elementære partiklene vi kjenner: protoner, elektroner og nøytroner, i den formen som ble kalt ylem, Et gresk ord som den kloke Aristoteles hadde brukt for å referere til det primære stoffet, kilden til all materie. 

Han ylem Han kjøling gradvis mens han utvidet, og ble mindre tett om gangen. Denne prosessen etterlot et strålingsmerke i universet, som for øyeblikket er blitt oppdaget: Mikrobølgeovnestrålingsbakgrunn.

Elementære partikler begynte å kombinere med hverandre og danne emnet vi kjenner på minutter på minutter. Så ylem Det ble suksessivt forvandlet til et annet stoff. Ideen om ylem Det er den som nøyaktig ga opphav til det pulserende universet.

I henhold til teorien om det pulserende universet, før vi når denne ekspansive fasen der vi er nå, er det mulig at det var et annet univers som ligner på den nåværende, som fikk til det dannet ylem.

Eller kanskje vår er den første av de sykliske universer som vil finne sted i fremtiden.

Big Bang, Big Crunch og entropi

The Big Bang presentert i to dimensjoner: rom og tid

I følge Tolman begynner hver sekvens av svingning av universet med et stort smell, der ylem Det gir opphav til alt emnet vi kjenner og ender med den store knasen, kollapsen som universet kollapser.

Kan tjene deg: Feltforskning: Kjennetegn, design, teknikker, eksempler

I perioden mellom det ene og det andre utvides universet til tyngdekraften stopper.

Imidlertid, som Tolman selv innså, er problemet i den andre loven om termodynamikk, som bekrefter at entropi - som lider av lidelse - av et system aldri avtar.

Bilde av all himmelen i universet skapt fra ni år med WMAP -data

Derfor bør hver syklus være lengre enn den forrige, hvis kanskje universet var i stand til å holde minnet om dets tidligere entropi. Ved å øke varigheten av hver syklus, ville et punkt der universet hadde en tendens til å utvide seg på ubestemt tid komme.

En annen konsekvens er at i henhold til denne modellen er universet begrenset og i et fjernt punkt i fortiden måtte ha opprinnelse.

For å rette opp problemet sa Tolman at ved å inkludere relativistisk termodynamikk, ville slike begrensninger forsvinne, noe som tillater en ubestemt serie med sammentrekninger og utvidelser av universet.

Utviklingen av universet

Tetthetsparameteren bestemmer tre mulige geometrier av universet

Russisk kosmolog Alexander Friedmann, som også var en stor matematiker, oppdaget tre løsninger på Einsteins ligninger. Dette er 10 ligninger som er en del av teorien om relativitet og beskriver hvordan rom-tid er buet på grunn av tilstedeværelsen av materie og tyngdekraft.

Friedmanns tre løsninger fører til tre modeller av universet: en lukket, en annen åpen og et tredje fly. Mulighetene som tilbys av disse tre løsningene er:

• Et ekspanderende univers kan slutte å utvide og trekke seg sammen igjen.
• Det ekspanderende universet kan nå en balanse tilstand.
• Utvidelsen kan fortsette å uendelig.

Den store riven

Big Rip Artistic Recreation

Universets ekspansjonsfrekvens og mengden materie som er tilstede i det er nøklene til å gjenkjenne den riktige løsningen av de tre nevnte.

Kan tjene deg: bakgrunn av problemet: konsept og eksempler

Friedmann estimerte at den kritiske tettheten som ble referert til i begynnelsen er omtrent 6 hydrogenatomer for hver kubikkmeter. Husk at hydrogen og helium er hovedproduktene til ylem Etter Big Bang og de mest tallrike elementene i universet.

Til nå er forskere enige om at tettheten av det nåværende universet er veldig lav, slik at det ikke er mulig med det å generere en tyngdekraft som bremser utvidelsen.

Da ville universet vårt være et åpent univers, som kan ende i den store tåre eller store rip, der materie skilles i subatomiske partikler som aldri blir med igjen. Dette ville være slutten på universet vi kjenner.

Mørk materie er nøkkelen

Tilstedeværelse av mørk materie, når bildet nærmer seg krumningene produsert av gravitasjonslinser kan observeres. Kilde: NASA/ESA

Men du må ta hensyn til eksistensen av mørk materie. Mørk materie kan ikke sees eller oppdages direkte, i det minste for nå. Men gravitasjonseffektene ja, siden dens tilstedeværelse ville forklare gravitasjonsendringene i mange stjerner og systemer.

Som det antas at mørk materie okkuperer opptil 90 % av universet, kan universet vårt være stengt. I så fall vil tyngdekraften være i stand til å kompensere for utvidelse og ta den til Big Crunch, som beskrevet før.

I alle fall er det en fascinerende idé, som fremdeles har mye felt åpen for spekulasjoner. I fremtiden er det mulig at den sanne naturen til mørk materie, hvis den eksisterer, blir utsatt.

Det er allerede eksperimenter for dette i laboratoriene til den internasjonale romstasjonen. I mellomtiden blir det også utført på landseksperimenter for å oppnå mørk materie fra normal materie. Funnene som resultatet vil være nøkkelen til å forstå universets sanne natur.