ТЕОРІЯ ВЕЛИКОГО ХРУСКОТУ: ІСТОРІЯ, ПРИНЦИПИ, ФАКТИ ЗА І ПРОТИ - АРТЕ - 2025

Теорія великого кризису, великого кризу або великого імпульсу пропонує, що Всесвіт врешті-решт укладе контракт, щоб перетворити велику особливість у просторі-часі. Тому це свого роду переворот Великого вибуху.

Якщо Всесвіт мав свої початки в насильницькому розширенні сингулярності, в якій був зосереджений весь простір-час, то його кінець - саме зворотний процес. Ідея не нова, оскільки вчені давно замислюються над тим, чи гравітація, великий архітектор матерії, також одного разу зможе викликати її повний крах.

Малюнок 1. Ця анімація показує щось із того, що сталося б під час Великого кризу: галактики наближалися одна до одної, поки вони не сформують особливості у крихітному просторі. Джерело: Wikimedia Commons.

Великий кризис говорить про те, яким би був кінець Всесвіту, якби сила тяжіння переважала. Це не теорія про її походження, хоча існує й інша, що коливається Всесвіту, яка поєднує Великий кризис із Великим Вибухом, щоб створити образ нескінченних всесвітів у постійних циклах розширення та стиснення.

Хоча на даний момент Всесвіт розширюється, і є багато доказів, що підтверджують це, Великий кризис припускає, що гравітація в якийсь момент буде достатньо потужною, щоб зупинити це розширення.

І не тільки зупинити його, але і повернути його до точки, що викликає безперервне скорочення, наближаючи зірки та галактики все ближче та ближче. Але було б не все, укладаючи контракти, Всесвіт прогресивно нагрівався б до немислимих масштабів, внаслідок чого планети стали непривітними для життя.

Стиснення триватиме до тих пір, поки простір-час і все в ньому не зведеться до особливості, з якої з часом може народитися новий Всесвіт. А може й ні, оскільки на даний момент не можна знати.

Історія та принципи теорії великого кризу

Хоча наразі докази того, що Всесвіт розширюється, є беззаперечним, сила тяжіння ніколи не перестає бути присутнім, будучи здатною в будь-який момент стати домінуючою силою і змусити планети, зірки та галактики зблизитися.

Вчені пропонують, що поточне розширення відбувається за рахунок темної енергії, поля, яке заповнює весь простір, але справжня природа якої невідома, хоча, як вважають, він генерується самим космосом, і збільшується в міру зростання.

І чим більше розширюється Всесвіт, тим більше простору створюється, а з ним більше темної енергії з негативним тиском, створюючи сценарій невизначеного і дедалі швидшого розширення.

Однак якщо почати із замкнутого Всесвіту, розширення не може тривати вічно, і темна енергія повинна обов'язково слабшати, хоча невідомо, коли це почне відбуватися. Деякі вважають, що воно вже почалося, навіть незважаючи на те, що Всесвіт збільшує свою швидкість розширення.

Це ослаблення призведе до того, що гравітація відіграє важливу роль, внаслідок чого щільність Всесвіту знову зросте. Щільність принаймні 3 атомів / кубічний метр вважається необхідною для цього.

Таким чином галактики будуть наближатися і наближатися, прибуваючи в той момент, коли всі вони утворюють колосальну галактику, яка потім сконцентрується, щоб створити унікальну чорну діру, особливість неймовірно малих розмірів.

Малюнок 2. Можливий відступ галактик є причиною космологічних спекуляцій. Джерело: Wikimedia Commons.

Це свого роду Великий Вибух навпаки, хоча характеристики цього надзвичайно гарячого нового Всесвіту були б зовсім іншими, оскільки щільність більше не була б однорідною.

Можливі геометрії для Всесвіту

Згідно з космологічним критерієм, якщо щільність Всесвіту однорідна, його кривизна визначається середньою щільністю, при цьому зазначена кривизна є постійною. Індикатор - параметр кривизни Ωo:

Ωo = середня щільність Всесвіту / щільність критичної енергії

Де критична щільність енергії - щільність плоскої Всесвіту, позбавлена ​​кривизни. Для цього параметра є три можливості: Ωo = 1, більший за 1 або менший за 1. Коли Ωo> 1 ми маємо сферичну або замкнуту всесвіт, в якій Великий кризис є дуже реальною можливістю.

Поточні вимірювання вказують на площину геометрії всесвіту, отже, гіпотеза Великого кризу в даний час не має підтримки більшості в науковій спільноті, за винятком деяких космологів, як ми побачимо незабаром.

Малюнок 3. Зображення трьох можливих геометрій Всесвіту. Великий хрускіт можливий у сферичній всесвіті, яка є кінцевою і замкнутою. Джерело: Wikimedia Commons.

Факти на користь

Гіпотеза Великого кризу походить від багатьох вчених, для яких ідея постійно розширюється Всесвіту неприпустима. Визнаючи, що Великий крих - це реальна можливість, Всесвіт матиме початок і кінець, що може заспокоїти багатьох.

З іншого боку, для інших вчених Великий кризис прийнятий, коли він є частиною нескінченного циклу розширень і скорочень, запропонованих в теорії коливального Всесвіту, тому що це дозволить уникнути думки саме про початок Всесвіту як такого і про те, як тривожно спекулювати. про те, що там було раніше.

З цих причин багато дослідників продовжують працювати над створенням нових моделей Всесвіту. Є ті, хто запропонував модифікації значення космологічної константи, константи, запропонованої Альбертом Ейнштейном, щоб рішення його рівнянь поля призвели до стабільної Всесвіту.

За останніми астрономічними даними, космологічна константа, що позначається великою грецькою літерою лямбда, має значення: Λ = 10 ^-46 км ^-2 .

Деякі космологи стверджують, що ще менша величина цієї константи, яка вже є крихітною, безумовно, призводить до кінцевої всесвіту, в якій стиснення простору можливо. Таким чином, Великий крих був би життєздатним кінцем Всесвіту.

Коливальна теорія Всесвіту

Також відома як пульсуюча теорія Всесвіту або Big Bounce, вона має багато спільних моментів з Великим кризою.

Це було запропоновано математиком Річардом Толманом (1881-1948), який постулював, що Всесвіт розширюється завдяки імпульсу від Великого вибуху, але потім розширення припиняється, коли гравітація стає домінуючою силою.

Це трапляється періодично, тому Всесвіт не має, ні він ніколи не мав початку чи кінця.

Альтернативні теорії для кінця Всесвіту

Окрім Великого кризу та коливальної теорії Всесвіту, багато космологів стверджують, що Всесвіт скоріше закінчиться Великим розривом: це, мабуть, розширення, яке закінчиться знищенням матерії, поділяючи її все більше і більше.

І інша частина вчених вважає, що розширення тягне за собою постійне охолодження. Як відомо, рухи складових частинок речовини припиняються, коли вони досягають абсолютного нуля, незбагненно холодної температури, яка ще не була досягнута.

Якщо Всесвіт відкритий, розширення може тривати нескінченно, оскільки його температура стає все ближче і ближче до абсолютного нуля. Це охолодження, відоме як «Велика заморозка», спричинить можливу теплову смерть Всесвіту в далекому майбутньому.

Дані проти

Два важливі факти означають, що багато вчених не вірять у Великий кризис як альтернативу еволюції Всесвіту.

Перший полягає в тому, що Всесвіт в даний час розширюється, що підтверджено експериментальним шляхом спостереженнями далеких зірок наднової та вимірюванням космічного випромінювання фону, залишків Великого Вибуху.

Звичайно, є ймовірність, що в майбутньому вона перестане це робити, оскільки на це є достатньо часу і найголовніше: є багато речей, про які ми все ще не знаємо про всесвіт.

Друга полягає в тому, що вимірювання кривизни Всесвіту говорять про те, що геометрія Всесвіту плоска. І в такій геометрії Великий крих не можливий. Це було виявлено за результатами місії Планка, які свідчать про те, що щільність Всесвіту на 5% більша, ніж необхідна для його закриття.

Місія Планка - це проект Європейського космічного агентства, який складається із штучного супутника, обладнаного для збору даних про природу космосу. Він був запущений в 2009 році з Французької Гвіани і оснащений зондами, детекторами і телескопами.

Малюнок 4. Модель супутника Планка, названого на честь німецького фізика Макса Планка (1858-1947), піонера квантової механіки. Джерело: Wikimedia Commons. Фото Майка Піла (www.mikepeel.net).

Вчені, що підтримують Велику кризу

Серед тих, хто відстоює можливість неминучого краху Всесвіту типу "Великий хруст" - Неманья Калопер та Антоніо Паділья. Ці дослідники працюють з моделлю, в якій вони змінили значення космологічної константи, отримуючи стабільну і замкнуту всесвіт.

Їх результати були опубліковані в «Фізичному оглядовому листі», однак на даний момент немає спостережень на підтримку цієї нової моделі.

Список літератури

1. Гарріс, В. Як працює теорія великого хруску. Відновлено з: science.howstuffworks.com.
2. Манн, А. Як закінчиться Всесвіт? Відновлено з сайту: lifecience.com.
3. Московіц, C. Нескінченна порожнеча чи великий хрускіт: Як закінчиться Всесвіт? Відновлено з: space.com.
4. NeoFronteras. Чи буде великий кризис? Відновлено з: neofronteras.com.
5. Штейнхардт, П. Космічна еволюція в циклічному Всесвіті. Відновлено з: arxiv.org.
6. UCDavis. Нове дослідження проф. Неманьї Калопер про кінець Всесвіту породжує потужне висвітлення у ЗМІ. Відновлено з: physics.ucdavis.edu.
7. Вікіпедія. Великий хрускіт. Відновлено з: es.wikipedia.org.
8. Вікіпедія. Темна енергія. Відновлено з: es.wikipedia.org.