Vad är den oscillerande universumsteorin?

1013
Egbert Haynes
Vad är den oscillerande universumsteorin?

De oscillerande universumsteori eller cykliska universum föreslår att universum expanderar och drar ihop på obestämd tid. Richard Tolman (1881-1948), en matematiker vid California Institute of Technology, föreslog en matematiskt baserad teori om det pulserande universum omkring 1930.

Men idén var inte ny för Tolmans tid, eftersom antika vediska skrifter redan hade föreslagit något liknande omkring 1500 f.Kr., där det stod att hela universum fanns i ett kosmiskt ägg kallat Brahmanda.

Figur 1. Hubbles syn på det djupa universum. För närvarande expanderar universum, men enligt den oscillerande universumsteorin kommer det en tid då det dras samman. Källa: Wikimedia Commons.

Tack vare Edwin Hubble (1889-1953) är det bevisat att universum för närvarande expanderar, vilket enligt de flesta astronomer för närvarande accelererar.

Artikelindex

  • 1 Förslag till den oscillerande universumsteorin
  • 2 Urmaterialet
    • 2.1 Big Bang, Big Crunch och entropi
  • 3 Utvecklingen av universum
    • 3.1 The Big Rip
    • 3.2 Mörk materia är nyckeln
  • 4 Referenser

Oscillerande universums teoriförslag

Vad Tolman föreslår är att universums utvidgning sker tack vare Big Bangs första impuls och kommer att stoppa när impulsen upphör på grund av gravitationens verkan..

Den ryska kosmologen Alexander Friedmann (1888-1925) hade faktiskt redan 1922 introducerat matematiskt idén om en kritisk densitet i universum, under vilken den expanderar utan att gravitationen kan förhindra det, medan ovanför det förhindrar samma gravitation expansion och orsakar dess sammandragning tills den kollapsar.

Tja, i sin teori förutspår Tolman att universums densitet kommer att nå en punkt där expansionen stoppar tack vare gravitationsbromsen, och sammandragningsfasen börjar, kallad Stor krisp.

Under denna fas kommer galaxerna att växa närmare och närmare för att bilda en enorm, otroligt tät massa som orsakar den förutsagda kollapsen..

Teorin postulerar också att universum inte har en specifik början och slut, eftersom det byggs och förstörs växelvis i cykler på miljoner år..

Urfrågan

De flesta kosmologer accepterar Big Bang-teorin som universums ursprung, som bildades genom den stora ursprungliga explosionen, från en specifik form av materia och energi med otänkbar densitet och enorm temperatur.. 

Från den här stora initialatomen framkom de elementära partiklar som vi känner: protoner, elektroner och neutroner, i den form som kallas ylem, ett grekiskt ord som den kloka Aristoteles använde för att hänvisa till urmaterial, källan till all materia. 

De ylem den svalnade gradvis när den expanderade och blev mindre tät varje gång. Denna process lämnade ett strålningsavtryck på universum, vilket nu har upptäckts: mikrovågsstrålningsbakgrunden..

De elementära partiklarna började kombinera med varandra och bilda den materia vi känner på några minuter. Så den ylem den omvandlades successivt till ett och ett annat ämne. Idéen av ylem Det är just den som gav upphov till det pulserande universum.

Enligt teorin om det pulserande universum, innan det når denna expansiva fas där vi befinner oss nu, är det möjligt att ett annat universum som liknar det nuvarande existerade, som kom ihop tills det bildade ylem.

Eller kanske är vårt första av de cykliska universum som kommer att äga rum i framtiden..

Big Bang, Big Crunch och entropi

Enligt Tolman börjar varje svängningssekvens i universum med en Big Bang, där ylem ger upphov till allt det vi känner till och slutar med den stora krisen, kollapsen där universum kollapsar.

Under den tid som går mellan det ena och det andra expanderar universum tills gravitationen stoppar det.

Men som Tolman själv insåg ligger problemet i termodynamikens andra lag, som säger att entropin - graden av oordning - i ett system aldrig minskar.

Därför måste varje cykel vara längre än den föregående, om universum kunde behålla ett minne av sin tidigare entropi. Genom att öka varaktigheten för varje cykel skulle det komma en punkt där universum tenderar att expandera på obestämd tid.

En annan konsekvens är att enligt denna modell är universum ändligt och vid någon avlägsen punkt i det förflutna måste det ha sitt ursprung.

För att rätta till problemet uppgav Tolman att genom att inkludera relativistisk termodynamik skulle sådana begränsningar försvinna och möjliggöra en obestämd serie av sammandragningar och utvidgningar av universum..

Utvecklingen av universum

Figur 2. Densitetsparametern bestämmer tre möjliga geometrier i universum. Källa: NASA via Wikimedia Commons.

Den ryska kosmologen Alexander Friedmann, som också var en stor matematiker, upptäckte tre lösningar på Einsteins ekvationer. Dessa är 10 ekvationer som ingår i relativitetsteorin och som beskriver hur rymdtid kurvor på grund av närvaron av materia och gravitation.

Friedmanns tre lösningar leder till tre modeller av universum: en stängd, en öppen och en tredje lägenhet. De tre lösningarnas möjligheter är:

-Ett expanderande universum kan sluta expandera och dra ihop sig igen.

-Det expanderande universum kan nå ett tillstånd av jämvikt.

-Expansion kan fortsätta till oändlighet.

The Big Rip

Universums expansionshastighet och mängden materia som finns i det är nycklarna för att känna igen den rätta lösningen bland de tre som nämndes..

Friedmann uppskattade att den kritiska densiteten som hänvisas till i början är cirka 6 väteatomer per kubikmeter. Kom ihåg att väte och helium är de viktigaste produkterna i ylem efter Big Bang och de vanligaste elementen i universum.

Hittills är forskare överens om att det nuvarande universums densitet är mycket låg, på ett sådant sätt att det inte är möjligt att generera en tyngdkraft som saktar ner expansionen..

Då skulle vårt universum vara ett öppet universum, som kan sluta i Great Tear eller Big Rip, där materia separeras i subatomära partiklar som aldrig kommer tillbaka igen. Detta skulle vara slutet på det universum vi känner.

Mörk materia är nyckeln

Men du måste ta hänsyn till förekomsten av mörk materia. Mörk materia kan inte ses eller upptäckas direkt, åtminstone för tillfället. Men dess gravitationella effekter gör det, eftersom dess närvaro skulle förklara gravitationella förändringar i många stjärnor och system..

Eftersom det antas att mörk materia upptar upp till 90% av universum är det möjligt att vårt universum är stängt. I så fall skulle tyngdkraften kunna kompensera för expansionen och ta den till Big Crunch, som beskrivits tidigare..

Hur som helst är det en fascinerande idé som fortfarande har mycket utrymme för spekulation. I framtiden är det möjligt att den sanna naturen hos mörk materia, om den finns, kommer att avslöjas.

Det finns redan experiment för detta i laboratorierna på den internationella rymdstationen. Under tiden på marken utförs också experiment för att få mörk materia från normal materia. De resulterande resultaten kommer att vara nyckeln till att förstå universums sanna natur..

Referenser

  1. Kragh, H. Cykliska modeller av det relativistiska universum. Återställd från: arxiv.org.
  2. Pérez, I. Ursprung och universums slut. Återställd från: revistaesfinge.com.
  3. SC633. Ursprunget till universum. Återställd från: sc663b2wood.weebly.com.
  4. Villanueva, J. Oscillerande universumsteori. Återställd: universetoday.com.
  5. Wikipedia. Cyklisk modell. Återställd från: en.wikipedia.org.
  6. Wikipedia. Universets form. Återställd från: en.wikipedia.org.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.