STOR CRUNCH-TEORI: HISTORIA, PRINCIPER, FAKTA FÖR OCH EMOT - ARTE - 2025

The Big Crunch, Big Crunch, eller Big Implosion teori föreslår att universum kommer så småningom kontrakt för att åter bilda en stor singularitet i rumtiden. Det är därför en slags vändning av Big Bang.

Om universum hade börjat i den våldsamma utvidgningen av en singularitet där all rymdtid koncentrerades, är dess slut just den omvända processen. Idén är inte ny, eftersom forskare länge har undrat om gravitationen, materiens stora arkitekt, också en dag kan orsaka dess totala kollaps.

Bild 1. Denna animering visar något av vad som skulle hända under Big Crunch: galaxer som närmar sig varandra tills de bildar en singularitet i det lilla utrymmet. Källa: Wikimedia Commons.

The Big Crunch talar om hur universumets slut skulle vara om tyngdkraften råder. Det är inte en teori om dess ursprung, även om det finns en annan, den för det oscillerande universum, som kombinerar Big Crunch med Big Bang för att producera en bild av oändliga universum i ständiga cykler av expansion och sammandragning.

Även om universum expanderar just nu, och det finns mycket bevis för att stödja detta, föreslår Big Crunch att tyngdekraften vid någon tidpunkt kommer att vara tillräckligt kraftfull för att stoppa denna expansion.

Och inte bara stoppa det, utan vända det till den punkten att orsaka en kontinuerlig sammandragning, att föra stjärnor och galaxer närmare och närmare. Men det skulle inte vara allt, genom att samarbeta skulle universumet successivt värmas upp i en otänkbar skala och få planeterna att bli omöjliga till livet.

Komprimeringen kommer att fortsätta tills rymden och allt i det reduceras till en singularitet från vilken ett nytt universum så småningom skulle kunna föds. Eller kanske inte, eftersom det för tillfället inte finns något sätt att veta.

Historia och principer för Big Crunch-teorin

Även om bevisen för att universum expanderar är obestridliga, upphör tyngdkraften aldrig att vara närvarande, att kunna bli den dominerande kraften när som helst och få planeter, stjärnor och galaxer att närma sig varandra.

Forskare föreslår att den nuvarande expansionen beror på mörk energi, ett fält som fyller allt utrymme men vars sanna natur är okänd, även om det tros genereras av rymden själv och ökar när det växer.

Och ju mer universum expanderar desto mer utrymme skapas och med det mer mörk energi med negativt tryck, vilket skapar ett scenario med obestämd och allt snabbare expansion.

Men om du börjar från ett slutet universum, kan inte expansionen fortsätta för evigt och den mörka energin måste nödvändigtvis försvagas, även om det inte är känt när det skulle börja hända. Vissa tror att det redan har börjat, även om universum verkar öka sin expansionshastighet.

Denna försvagning kommer att få tyngdkraften att ta en övervägande roll, vilket får universums täthet att öka igen. En densitet på minst 3 atomer / kubikmeter anses nödvändig för att detta ska kunna ske.

På detta sätt kommer galaxerna att närma sig närmare och anlända vid en tidpunkt då de alla bildar en kolossal galax som sedan kommer att koncentrera sig för att ge upphov till ett unikt svart hål, en singularitet av otroligt små dimensioner.

Bild 2. Den möjliga återgång av galaxer är orsak till kosmologiska spekulationer. Källa: Wikimedia Commons.

Det är en typ av Big Bang i omvänd riktning, även om egenskaperna hos detta extremt heta universum skulle vara helt annorlunda, eftersom densiteten inte längre skulle vara enhetlig.

Möjliga geometrier för universum

Enligt ett kosmologiskt kriterium, om universitetens densitet är homogen, bestäms dess krökning av den genomsnittliga densiteten, varvid nämnda krökning är konstant. Indikatorn är krökningsparametern Ωo:

Ωo = universums genomsnittliga densitet / kritisk energitäthet

Där den kritiska energitätheten är den i ett platt universum, utan krökning. Det finns tre möjligheter för denna parameter: Ωo = 1, större än 1 eller mindre än 1. När Ωo> 1 har vi ett sfäriskt eller stängt universum, där Big Crunch är en mycket verklig möjlighet.

Aktuella mätningar pekar på ett plangeometriuniversum, och därför har Big Crunch-hypotesen för närvarande inte stöd av majoriteten i det vetenskapliga samfundet, förutom för vissa kosmologer, som vi kommer att se inom kort.

Bild 3. Bild av universumets tre möjliga geometrier. The Big Crunch är möjlig i ett sfäriskt universum, som är begränsat och stängt. Källa: Wikimedia Commons.

Fakta till förmån

Big Crunch-hypotesen kommer från många forskare för vilka idén om ett ständigt expanderande universum inte är tillåtlig. Att erkänna att Big Crunch är en verklig möjlighet skulle universum ha en början och ett slut, vilket kan vara lugnande för många.

Å andra sidan, för andra forskare accepteras Big Crunch när det är en del av en oändlig cykel av utvidgningar och sammandragningar som föreslås i teorin om det oscillerande universum, eftersom detta skulle undvika att tänka exakt på universums början som sådan och hur störande det är att spekulera om vad som var där innan det fanns.

Av dessa skäl fortsätter många forskare att arbeta med att skapa nya modeller av universum. Det finns de som har föreslagit modifieringar i värdet av den kosmologiska konstanten, en konstant som föreslagits av Albert Einstein så att lösningarna i hans fältekvationer skulle leda till ett stabilt universum.

Enligt de senaste astronomiska uppgifterna har den kosmologiska konstanten, betecknad med den stora grekiska bokstaven lambda, ett värde av: Λ = ^10-46 km ^-2 .

Vissa kosmologer hävdar att ett ännu lägre värde på denna konstant, som redan är liten, säkert leder till ett ändligt universum, i vilket sammandragningen av rymden är genomförbar. På detta sätt skulle Big Crunch vara ett livskraftigt slut på universum.

Oscillerande universumteori

Också känd som den pulserande universitetsteorin eller Big Bounce, det har många poäng gemensamt med Big Crunch.

Det föreslogs av matematikern Richard Tolman (1881-1948), som antydde att universum expanderar på grund av impulsen från Big Bang, men sedan stoppar expansionen när tyngdkraften blir den dominerande kraften.

Detta har hänt med jämna mellanrum, därför har universum inte och har inte heller haft någon början eller slut.

Alternativa teorier för universums slut

Bortsett från Big Crunch och den oscillerande universumteorin, hävdar många kosmologer att universum snarare kommer att sluta med Big Rip: det är antagligen utvidgningen som slutar med att förstöra saken och dela det mer och mer.

Och en annan del av forskarna anser att utvidgningen innebär en kontinuerlig kylning. Såsom är känt upphör rörelserna hos de beståndsdelar av materialpartiklarna när de når absolut noll, en otänkbar kall temperatur som ännu inte har uppnåtts.

Om universum är öppet kan expansionen fortsätta på obestämd tid eftersom dess temperatur blir närmare och närmare absolut noll. Denna nedkylning, känd som Big Freeze, kommer att orsaka universums eventuella värmedöd i en avlägsen framtid.

Data mot

Två viktiga fakta innebär att många forskare inte tror på Big Crunch som ett alternativ i universums utveckling.

Den första är att universumet för närvarande expanderar, ett faktum bekräftas experimentellt av observation av avlägsna supernovastjärnor och mätningar av den kosmiska bakgrundsstrålningen kvar från Big Bang.

Naturligtvis finns det en möjlighet att det i framtiden kommer att sluta göra det, eftersom det finns tillräckligt med tid för det och viktigast av allt: det finns många saker som vi fortfarande inte vet om universum.

Den andra är att mätningar av universumets krökning antyder att universumets geometri är platt. Och i en sådan geometri är Big Crunch inte möjligt. Detta avslöjades av resultaten från Planck-uppdraget, som indikerar att universitetens täthet är 5% större än vad som krävs för att det ska stängas.

Planck-uppdraget är ett projekt från Europeiska rymdorganisationen, som består av en konstgjord satellit utrustad för att samla in data om rymdets natur. Det lanserades 2009 från Franska Guyana och är utrustat med sonder, detektorer och teleskop.

Bild 4. Modell av Planck-satelliten, uppkallad till hedern för den tyska fysikern Max Planck (1858-1947), pionjär inom kvantmekanik. Källa: Wikimedia Commons. Fotografi av Mike Peel (www.mikepeel.net).

Forskare som stöder Big Crunch

Bland dem som försvarar möjligheten till en överhängande kollaps av universum av Big Crunch är Nemanja Kaloper och Antonio Padilla. Dessa forskare arbetar med en modell där de har modifierat värdet på den kosmologiska konstanten och erhållit ett stabilt och stängt universum.

Deras resultat har publicerats i Physical Review Letters, men för närvarande finns det inga observationer som stöder denna nya modell.

referenser

1. Harris, W. Hur fungerar Big Crunch Theory. Återställd från: science.howstuffworks.com.
2. Mann, A. Hur slutar universum? Återställs från: livescience.com.
3. Moskowitz, C. Endless Void eller Big Crunch: Hur slutar universum? Återställd från: space.com.
4. NeoFronteras. Kommer det att bli en stor knas? Återställd från: neofronteras.com.
5. Steinhardt, P. Kosmisk evolution i ett cykliskt universum. Återställd från: arxiv.org.
6. UCDavis. Nemanja Kalopers nya forskning om universumets slut genererar stark mediatäckning. Återställd från: physics.ucdavis.edu.
7. Wikipedia. Big Crunch. Återställd från: es.wikipedia.org.
8. Wikipedia. Mörk energi. Återställd från: es.wikipedia.org.