Astronomiya

Big Crunch istisna edildi?

Big Crunch istisna edildi?

Vəziyyət qaranlıq enerji tənliyi olarsa $ omega $ zamanla inkişaf edir və daha da böyüyür, bu sürətlənmiş genişlənmə və nəticədə böyük bir böhranla nəticələnəcəkdir. Əgər $ omega $ zamanla azalır, daha mənfi olur, o zaman Böyük bir Rip meydana gələcək. Big Rip-in indiki müşahidələr tərəfindən hələ də istisna edilmədiyini başa düşürəm, amma kainatın genişləndiyini (və sürətləndiyini) bildiyimizdən bəri Böyük Crunchun istisna edildiyini tez-tez eşidirəm.

Əgər hazırda Böyük Rip inkar edilə bilməzsə, onda necə Böyük Crunch istisna edilə bilər? Hansı istiqamətdə bir nəticə çıxara bilməsək, ikisi də masanın üstündə olmalı deyilmi? $ omega $ bir quintessence modeli altında inkişaf edir?


Böyük Rip, qaranlıq enerji üçün vəziyyət tənliyi olduqda olur $ p / rho = w <-1 $və bütün ampirik məlumatlar bizə verir $ w təxminən -1 $. Big Crunch olduqca yüksək bir dəyər tələb edir $ w $ (yalnız sürətlənməni dayandırmaq üçün -1 / 3-dən yuxarı keçməlidir), amma təbii ki, qaranlıq enerji zamanla dəyişirsə, bunu edə bilər.

Beləliklə, Big Crunches’i müvəqqəti olaraq istisna etmək, müşahidələrə əsaslanan dəlillər və gələcəyin çılpaq şəkildə fərqli olmayacağı fərziyyəsi ilə edilməsi məqbul bir şeydir. Kimsə qaranlıq enerjinin dəyişməsinə daha açıq olmağımızı düşünürsə (bu yaxın gələcəkdə müşahidə ilə məhdudlaşmayacaq), o zaman biz də daha açıq olmalıyıq $ w $ Böyük Rip sərhədindən keçərək.


"Böyük bir böhran" necə mümkündür?


Sadələşdirilmiş Düşüncə Təcrübəsi: Kainatın homojen şəkildə hissəciklərlə dolu olduğunu düşünün. Müəyyən bir hissəcikdəki qüvvəni, ətrafındakı görünən kainatın kürəsindəki bütün digər hissəciklərin cazibə qüvvəsi sayəsində güc olaraq hesablaya bilərik. Bu hissəcik bu görünürlük sferasının mərkəzində olduğundan, xalis qüvvə 0 olacaqdır. Eyni məntiqi kainatdakı bütün hissəciklərə tətbiq edin və xalis 0 cazibə qüvvəsi almağa davam edin. Buna görə də bütün maddə özlərini belə aparacaqdır bu sadə model daxilində genişlənmə və daralma olmayan sabit bir vəziyyət.

Bunun homojen olmayan bir kainat üçün də oxşar təsiri olduğu görünür. Görmə sahəsi genişləndikcə, yerli yığılma əldə etməyi gözləyərdiniz bəlkə də Görmə qabiliyyəti artdıqca daha böyük və daha böyük yığınlar, lakin Böyük bir böhran olmaz.

Düşüncələr? Bu sadə iddia bir neçə ildir məni narahat edir. Kimsə mübahisənin harada pozulduğunu göstərə bilər, ümumiyyətlə?


Big Crunch nəzəriyyəsi təkzib edildi?

Elmlə o qədər də yaxşı deyiləm, amma Big Crunch nəzəriyyəsinin əsaslarını bilirəm. Qardaşımla nəzəriyyənin yalan olub-olmadığına dair mübahisə etdik. Hələ də rəsmi olaraq təkzib olunduğunu söyləyən bir dəlil tapa bilmədim, buna görə kimin haqlı olduğunu müəyyənləşdirmək üçün bir az kömək istədim.

Fizika haqqında bildiklərimizi nəzərə alaraq, 1997-ci ildə kainatın sürətlənən genişlənməsinin kəşfi ilə istisna edildi. Yüksək enerji fizikası anlayışımız dəyişərsə, bu da dəyişə bilər.

Yəni genişlənmə sürətinin yavaşladığına dair heç bir dəlil yoxdur, yəni kainat hələ də eyni sürətlə genişlənir, böyük partlayışdan sonrakı an nədir?

Mümkün deyil ki, hər hansı bir yavaşlayan impulsun zaman şkalası onu müşahidə etmək üçün çox böyük olsun? Yoxsa genişlənmə sürətində kiçik bir azalma olduğunu görürük?

Təkcə deyə bilərik ki, kainatın genişlənməsi hazırda sürətlənir və mövcud modellərimizlə gələcəkdə gözləniləndir. Simlər nəzəriyyəsi doğru çıxsa, kainat yavaşlayacaq və sıxılacaq.

Kainatın təkamül modelinin inkar edilməsi üçün kifayət qədər uzun yaşadığım məni hər zaman təəccübləndirir.

Kiçik olanda kainatla qarşılaşdım və böyük partlayışın sonrakı, fərz edildiyi kimi böyük böhranı öyrəndim. Sonra böyük yırtılma (çox sürətlənmə) və indi nəhayət, istilik ölümü haqqında eşitdim. Böyük böhranın aradan qaldırılmasından təxminən 7 il sonra, gənclər üçün yer haqqında kitablar əhəmiyyətli dərəcədə gecikir.

Big Crunch nəzəriyyəsinin əsaslarını bilirəm. Qardaşımla nəzəriyyənin yalan olub-olmadığına dair mübahisə etdik

& QuotBig Crunch & quot heç vaxt elmi bir nəzəriyyə deyildi, sadəcə bir təklif və ya fərziyyə idi.

Fiziki kosmologiyada Big Crunch, kosmosun metrik genişlənməsinin nəhayət ters çevrildiyi və kainatın yenidən toplandığı, nəticədə bir qara dəlik təkliyi ilə bitən və ya kainatın başqasından başlayaraq islahına səbəb olan kainatın son taleyi üçün mümkün bir ssenaridir. böyük partlayış.

Elmdə elmi nəzəriyyə belədir müşahidə və təcrübə yolu ilə dəfələrlə təsdiqlənmiş biliklərə əsaslanan təbiət aləminin bəzi cəhətlərinin əsaslandırılmış izahı.

Big Crunch fərziyyəsi biliklərə əsaslanmır və heç bir müşahidələr və ya təcrübələr əsla təsdiqlənməyib.


Cavablar və cavablar

Bir müddət əvvəl oxuduğumu xatırlayıram ki, 2001-ci ildə kainatın genişlənmə sürətinin sürətləndiyini kəşf etdilər. Mövcud modellərə görə, bu, kainatın sonsuza qədər genişlənə biləcəyi və bəlkə də özünü parçalayacağı anlamına gələcəkdir. Ancaq sonra sürətlənməyə davam edib etməyəcəyi ilə bağlı hələ də bəzi mübahisələr var.

Hal-hazırda Kainatın gələcəyi belə görünür:

1) Gökadalar o qədər uzaq olacaqlar ki, bir gün özümüzünkindən başqasını görə bilməyəcəyik.

2) Nəhayət, bütün ulduzlar öləcək, yalnız qəhvəyi cırtdanlar, ölü ulduzlar və qara dəliklər qalacaq.

3) Bütün maddələr nəticədə çürüyəcək və subatomik hissəciklərə ayrılacaqdır.

4) Nəhayət, yalnız qara dəliklər qalacaq və kainatın istiliyi mütləq sıfıra gedərək hər şeyin eyni temperaturda olduğu tam bir pozğunluq vəziyyətinə çatacaq.

Hər şeyin mütləq sıfıra necə gedəcəyini və ya eyni temperaturda olduğunu görmürəm. Qaranlıq enerji kainatın genişlənməsini sürətləndirməyə davam edərsə, kainatın onu qızdırmaq üçün həmişə fotonların olduğu yerli bölgələr olmazdımı?

Bir çoxları qaranlıq enerjinin zaman keçdikcə azalması və kainatın genişlənməsini yavaşlatsa, cazibə qüvvəsini mənfi cazibə qüvvəsi ilə birincil qüvvə kimi qəbul etməsi halında kainatın böyük bir cazibə böhranı təklif etdi. Bu, kainatın nəhayət kiçildikcə kiçikləşən və bu səbəbdən son dərəcə sıxlaşan nəhəng bir kütləyə toplanacağı deməkdir. Bəziləri bu son dərəcə sıx kütlənin daha sonra yeni bir partlayışda partlayacağını fərziyyə edə bilər. Və beləliklə dövr gedir.

Bir nəzəriyyə olaraq kainata maraqlı bir fəlsəfi baxış bucağı, ancaq qaranlıq enerji bu anda kainat üzərindəki təsirinin azalma əlamətlərini göstərmir, bu səbəbdən böyük böhranın elm adamları tərəfindən sübut edilməsi çətin olacaq :)

'Böyük qopma', kainatın miqyas faktorunun sonlu bir zamanda sonsuz ölçüyə getdiyi kosmoloji modellərdə meydana gəlir. Texniki olmaq üçün t sonsuzluğa getdikcə qaranlıq enerjinin vəziyyəti tənliyinin həddi -1-dən az olduqda baş verir. Buna tez-tez 'xəyal enerjisi' adı verilir.

Böyük yırtıcılığı düşünməyin yolu belədir. Qalaktikalar və qalaktikalar qrupları kimi bağlı strukturlar, qlobal genişlənmə üzərində hakim olduqları yerli cazibə quyusu olduğundan kainatın ümumi genişlənməsində iştirak etmirlər. Kainatın genişlənməsi fantom kosmologiyalarında sürətləndikcə qlobal genişlənmənin təsiri artır və bunun aradan qaldırılması üçün lazım olan yerli potensialın ölçüsü artır.

Buna görə əvvəlcə qalaktika qrupları, sonra qalaktikaların özləri, sonra günəş sistemləri, ulduzlar, molekullar, atomlar, subatomik hissəciklər əlaqəsiz hala gəlir.

Sözün əsl mənasında kainatdakı hər şey sonlu bir nöqtədə parçalanır. Mövcud məlumatlarla yüksək əhəmiyyətə malik olmadığı xəyal enerjisi modelləri üçün yaddaşdan bu nöqtə təxminən 30 Milyar il sonra, baxmayaraq ki, tam olaraq nə vaxt olacağı bir çox fərqli parametr dəyərindən asılıdır.

Wallace, əla aydın bir açıqlama üçün təşəkkür edirik.
Bu günlərdə kosmoloji ədəbiyyatının kifayət qədər hissəsi w-də səhv çubuqlarını daraltmaq kimi görünür

Təəssüratım nə qədər yaxşıdırsa, w-nin -1-dən az olmaması daha çox görünür. Beləliklə w & lt -1 ilə & quotphantom enerji & quot ssenariləri indi AFAICS-ə, deyək 3 və ya 4 il əvvəl olduğundan daha ciddiyə alınmır.

Bu yaxınlarda müşahidə olunan işlərin məhdudlaşdırılması ilə əlaqəli bəzi əlaqələri araşdırmağa çalışacağam.
Xüsusi yaxşı bir şey bilsəniz, təşəkkür edirəm.

Anladığım kimi, kosmoloqların bu günlərdə üstünlük verdiyi model, yəni düz LambdaCDM, tam olaraq -1-ə bərabərdir
qaranlıq enerji saf Lambda (kosmoloji sabit) termini olsaydı.

Burada w ilə bağlı ziddiyyətlərdən bəhs edən və son müşahidə işlərinə istinad edən bir istinad var.
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0701584
Supernova, Qamma Şüaları, Akustik Salınımlar, Nükleosentez və Böyük Ölçülü Yapıdan Qaranlıq Enerjidə Məhdudiyyətlər və Hubble Sabiti
Edward L. Wright (UCLA)
17 səhifə, 8 rəqəm. ApJ-yə təqdim edilmişdir

Xüsusi maraq 11-ci səhifədəki rəqəm 7-dir.
Ən yaxşı uyğunlaşma -0.9 civarında görünür. buna görə biri tam olaraq -1 olduğunu qəbul etmək məqsədəuyğundur və ya belə deyilsə, onda -1-dən böyükdür,
belə ki, hər iki halda da böyük bir qırılma yoxdur.

& quotİşıllıq məsafəsi ilə qırmızı sürüşmə qanunu ilə müqayisədə indi supernova və qamma şüaları partlayışları ilə ölçülür və bucaq ölçüsü məsafəsi CMB tərəfindən son səpələnmə səthində və z = 0.35-də barion akustik rəqslərlə ölçülür. Bu yazıda bu məlumatlar dövlətin tənliyi üçün w = -1, w = const və w (z) = w_0 + w_a (1-a) olan modellərə uyğundur. Düz bir LambdaCDM modeli bütün məlumatlarla uyğundur. & Quot;

Marcus, bu gün bir çox kosmologiyanın w mövzusunu öyrənməyə yönəldiyini və bəli məhdudiyyətlərin son illərdə daha da sərtləşdiyini irəli sürməkdə haqlısınız, baxmayaraq ki, məhdudiyyətlərdə növbəti sıçrayış ən yaxşı halda təxminən 5 il məsafədə gələcək nəsil anketlərini gözləməli olacaq.

Bir sıra fiziki prinsipləri pozduğu üçün qaranlıq enerjinin də bir çox nəzəri məsələsi var, buna görə onu sevməyən yalnız müşahidələr deyil.

Heç olmasa, xəyal enerjisi mövcud məlumatlar tərəfindən heç bir mənalı əhəmiyyət kəsb etmir, baxmayaraq ki, az sayda kosmoloq bunun qalib gələn qaranlıq enerji namizədi olacağına bahis edər!

LCDM modeli, nisbətən az parametrlə verilənlərə yaxşı uyğun olduğundan mövcud məlumatlar nəzərə alınaraq ən çox bəyənilən modeldir, ümumilikdə 6 bütün kainatı təsvir edir, olduqca səliqəli! LCDM modelinin ən yaxşı uyğunlaşma dəyərini tapmaqda sərbəst olmasına imkan verərək 7 parametrə qədər genişləndirmək ən yaxşı uyğunluğu -1 deyil. Bununla birlikdə, statistik testlərdən istifadə edərək məlumatın əlavə parametrə əsas verəcək qədər "yaxşı" olub-olmadığını qiymətləndirmək mümkündür. Daha çox parametr sizə modeli uyğunlaşdırmaq üçün daha çox sərbəstlik verir, beləliklə əlavə parametr daxil olmaqla uyğunlaşmanın kifayət qədər yaxşılaşdığından əmin olmalısınız.

Hal-hazırda, w-nin pulsuz buraxılması bu testi keçə bilməz, məlumatlar sadəcə onu doğrulda biləcək qədər yaxşı deyildir, əsasən w-nin nə qədər olduğunu dəqiq deyə bilməyəcəyimizi söyləyirlər. w = -1 nəzəri baxımdan yaxşı bir seçimdir və məlumatlarla təxminən uyğun olduğundan LCDM modeli mövcud ən yaxşı təxmindir. Gələcəkdə bunun dəyişəcəyi təqdirdə təəccüblənməyin!

'Böyük qopma', kainatın miqyas faktorunun sonlu bir zamanda sonsuz ölçüyə getdiyi kosmoloji modellərdə meydana gəlir. Texniki olmaq üçün t sonsuzluğa getdikcə qaranlıq enerjinin vəziyyəti tənliyinin həddi -1-dən az olduqda baş verir. Buna tez-tez 'xəyal enerjisi' adı verilir.

Böyük yırtıcılığı düşünməyin yolu belədir. Qalaktikalar və qalaktikalar qrupları kimi bağlı strukturlar, qlobal genişlənmə üzərində hakim olduqları yerli cazibə quyusu olduğundan kainatın ümumi genişlənməsində iştirak etmirlər. Kainatın genişlənməsi fantom kosmologiyalarında sürətləndikcə qlobal genişlənmənin təsiri artır və bunun aradan qaldırılması üçün lazım olan yerli potensialın ölçüsü artır.

Buna görə əvvəlcə qalaktika qrupları, sonra qalaktikaların özləri, sonra günəş sistemləri, ulduzlar, molekullar, atomlar, subatomik hissəciklər əlaqəsiz hala gəlir.

Sözün əsl mənasında kainatdakı hər şey sonlu bir nöqtədə parçalanır. Mövcud məlumatlarla yüksək əhəmiyyətə malik olmadığı xəyal enerjisi modelləri üçün yaddaşdan bu nöqtə təxminən 30 Milyar il sonra, baxmayaraq ki, tam olaraq nə vaxt olacağı bir çox fərqli parametr dəyərindən asılıdır.

Çox gözəl bir yazı, icazə verin düzgün başa düşdüyümü görüm.

Qaranlıq enerjinin sürətlənməsi ilə idarə olunan Kainatın ümumi genişlənməsinin bir gün Kainatdakı bütün cisimləri, yəni klasterləri, qalaktikaları, günəş sistemlərini, sonra da maddənin özünü parçalayacağını söyləyirsiniz?

Beləliklə, güclü nüvə qüvvəsini birləşdirən nüklonlar DE-nin genişləndirici qüvvəsi tərəfindən qəsb ediləcəkmi?

Düzgün başa düşsəm, bunu təsəvvür etməkdə çətinlik çəkirəm.

Çox gözəl bir yazı, icazə verin düzgün başa düşdüyümü görüm.

Qaranlıq enerjinin sürətlənməsi ilə idarə olunan Kainatın ümumi genişlənməsinin bir gün Kainatdakı bütün cisimləri, yəni klasterləri, qalaktikaları, günəş sistemlərini, sonra da maddənin özünü parçalayacağını söyləyirsiniz?

Beləliklə, güclü nüvə qüvvəsini birləşdirən nüklonlar DE-nin genişləndirici qüvvəsi tərəfindən qəsb ediləcəkmi?

Düzgün başa düşsəm, bunu təsəvvür etməkdə çətinlik çəkirəm.

Tamamilə deyil, unutmayın ki, Böyük Rip yalnız qaranlıq enerjinin müəyyən bir xassəsinə sahib olduqda, yəni vəziyyət tənliyinin -1-dən az olacağı təqdirdə meydana gələcək. Bu, cari məlumatlar tərəfindən istisna edilmir, lakin vəziyyətin -1-dən böyük bir tənliyi üstünlük verilir məlumatlarla. Beləliklə, ən yaxşı mərc Big Rip-in baş verməməsidir, lakin bu bahis qətilikdən çoxdur. Üstəlik, EOS -1-dən az olan enerjinin mövcudluğu ilə bağlı nəzəri problemlər var.

Güclü qüvvənin birlikdə saxladığı hissəciklərin başına gələnlər baxımından, bir kvant cazibə nəzəriyyəsinə sahib olmadığımızı unutmayın, buna görə bir az bulanıq olur. Deyə biləcəyimiz şey, ümumi nisbi tənliklər kainatın genişlənməsini idarə edir və Böyük Rip anında hər iki cisim arasındakı məsafənin sonsuz olmasının qarşısını almaq üçün sonsuz bir Dörd Gücün tələb olunduğunu təxmin edirlər.

İndi ümumi nisbi olaraq təbiətdəki digər qüvvələri fenomenoloji olaraq dörd qüvvə təmin edən olaraq təsvir edə bilərik. Məsələn, qara dəliyə batarkən cazibə qüvvəsi gelgit qüvvələri sizi parçaladığında, gelgit qüvvəsi sizi bir-birinizə bağlayan elektrostatik qüvvələri (yəni vücudunuzdakı atomlar arasındakı kimyəvi bağları) aşmalıdır. Eyni şey Böyük Ripdə meydana gəlir, mahiyyət etibarilə sizi parçalayan Güc, güclü qüvvə və ya hissəcikləri bir-birinə bağlayan hər hansı digər sonlu qüvvəni aşaraq sonsuzlaşan bir cazibə qüvvəsi qüvvəsidir.

İndi bununla bağlı bir neçə problem var. Big Rip təklikdir və bu səbəbdən həll yolundan şübhələnməliyik. Eynən ümumi nisbiliyin (Böyük Partlayış və Qara Deliklər) daha yaxşı bilinən təkrarsızlıq həlləri kimi, bilirik ki, ümumi nisbilik bizə tam mənzərə vermir və tam təfərrüatları açıqlamaq üçün kvant cazibəsinə ehtiyacımız var. Bunun səbəbi GR-nin cazibə qüvvəsinin hökm sürdüyü və QM effektlərinin ayrı-ayrılıqda deyil, toplu şəkildə işlənə biləcəyi böyük miqyaslı şeylərlə yaxşı məşğul olmasıdır (yəni digər qüvvələri və hissəciklər arasındakı yalnız dörd qüvvəni müalicə edin) və QM-nin cazibə qüvvəsinin oynadığı kiçik miqyaslı şeylərlə məşğul olmasıdır. mahiyyətcə hissə yoxdur. Cazibə kiçik miqyasda vacib olduqda, nə nəzəriyyə keçərlidir! Bu, yuxarıda göstərilən üç tək həll üçün doğrudur.

Buna görə bir kosmoloq (özüm kimi) Big Rip-də hər şeyin ən kiçik hissəciklərə qədər parçalandığını söylədikdə, bu vəziyyəti izah etmək üçün tam nəzəriyyəyə sahib olmadığımıza diqqət yetirin.


Ethan-a soruşun: Kainat hələ böyük bir böhranla bitə bilərmi?

'Böyük sıçrayış' üçün genişlənmə mərhələsinin ardından təkrarlanan bir mərhələ (yəni böyük bir böhran) lazımdır. [+] (yeni bir Big Bang kimi görünür).

E. Siegel, Ævar Arnfjörð Bjarmason'dan törəmə

20-ci əsrin ən böyük irəliləyişlərindən biri də Kainatımızın əslində nə qədər zəngin, geniş və kütləvi olduğunu müəyyənləşdirməkdir. Bizim mərkəzimizdə 46 milyard işıq ili radiusda olan bir həcmdə olan təxminən iki trilyon qalaktika ilə Müşahidə oluna bilən Kainatımız, Big Bang’ə qədər geri qayıdır və hətta bəlkə də bir qədər uzanaraq kosmik tariximizin bütün nağılını yenidən qurmağa imkan verir. əvvəl. Bəs gələcək haqqında nə demək olar? Kainatın taleyi necə? Bu əminlikdir? Andy Moss soruşduğu kimi bunu bilmək istəyir:

Kainatın azalan sürətlə genişləndiyini yazdınız. Kainatın getdikcə daha da genişləndiyini "kəşf etdiyi" üçün bir Nobel mükafatı aldığını düşünürdüm. Xahiş edirəm aparıcı nəzəriyyələrə aydınlıq gətirə bilərsiniz? “Böyük böhran” hələ də mümkündürmü?

Gələcək davranışın ən yaxşı proqnozlaşdırıcısı keçmiş davranışdır, doğrudur. Ancaq insanlar bəzən bizi təəccübləndirə biləcəyi kimi, Kainat da ola bilər.

Böyük Partlayışdan sonra Kainat demək olar ki, mükəmməl formada idi və maddə, enerji və ilə dolu idi. [+] sürətlə genişlənən vəziyyətdə olan radiasiya. Kainatın hər zaman təkamülü, içindəki enerjinin sıxlığı ilə təyin olunur.

Kainatın zamanın istənilən anında genişlənmə sürəti yalnız iki şeydən asılıdır: fəzada mövcud olan ümumi enerji sıxlığı və mövcud fəza əyrilik miqdarı. Cazibə qanunlarını və müxtəlif enerji növlərinin zamanla necə inkişaf etdiyini başa düşsək, genişlənmə sürətinin keçmişdə hər an necə olacağını yenidən qura bilərik. Həm də müxtəlif məsafələrdəki müxtəlif uzaq cisimlərə baxa bilərik və yerin genişlənməsi səbəbindən bu işığın necə uzandığını ölçə bilərik. Hər qalaktika, supernova, molekulyar qaz buludu və s. - İşığı mənimsəyən və ya yayan hər şey - kosmos tarixinin, kosmosun genişlənməsinin yayıldığı andan müşahidə etdiyimiz vaxta qədər necə uzandığını izah edəcəkdir.

Qalaktika nə qədər uzaqlaşsa, bizdən o qədər tez uzanır və işığı bir o qədər çox dəyişir,. [+] daha uzun və daha uzun dalğa boylarına baxmağımızı tələb edir.

RASC Calgary Center-dən Larry McNish

Müxtəlif müstəqil müşahidə xətlərindən, Kainatın tam olaraq nədən ibarət olduğu qənaətinə gəldik. Üç böyük, müstəqil müşahidə xətti bunlardır:

  • Kainatın əyriliyi, normal maddə, qaranlıq maddə, neytrino və ümumi sıxlıq məzmunu haqqında məlumatları kodlayan kosmik mikrodalğalı fonda mövcud olan temperatur dalğalanmaları.
  • Baryon akustik rəqsləri kimi tanınan - ən böyük tərəzidəki qalaktikalar arasındakı əlaqələr ümumi maddə sıxlığı, normal maddənin qaranlıq maddə nisbəti və zaman boyu genişlənmə sürəti üzərində çox ciddi ölçmələr edir.
  • Kainatdakı ən uzaq, işıqlı standart şamlar, zamanla inkişaf etdikcə genişlənmə sürətindən və qaranlıq enerjidən bəhs edən tip Ia supernova.

Standart şamlar (L) və standart cetvellər (R) astronomların ölçmək üçün istifadə etdikləri iki fərqli metoddur. [+] keçmişdə müxtəlif vaxtlarda / məsafələrdə məkanın genişlənməsi.

Bu dəlil sətirlərinin hamısı Kainatın bir ardıcıl mənzərəsini göstərir. Bu gün Kainatda nə olduğunu bizə izah edirlər və burada bir kosmologiya verirlər:

  • Kainatın enerjisinin 4.9% -i normal maddələrdədir (protonlar, neytronlar və elektronlar kimi),
  • Kainatın enerjisinin% 0.1-i kütləvi neytrinolar şəklindədir (gec vaxtlarda maddə, erkən dövrlərdə radiasiya kimi hərəkət edir),
  • Kainatın enerjisinin% 0,01-i radiasiya şəklindədir (fotonlar kimi),
  • Kainatın enerjisinin 27% -i qaranlıq maddə şəklindədir və
  • 68% kosmosun özünə xas olan enerji şəklindədir: qaranlıq enerji.

Bizə düz bir Kainat (% 0 əyriliklə), heç bir topoloji qüsuru olmayan bir Kainat (maqnit inhisarlar, kosmik simlər, domen divarları və ya kosmik toxumalar) və keçmiş genişlənmə tarixi məlum olan bir Kainat verirlər.

Keçmişdə müxtəlif dövrlərdə fərqli enerji komponentlərinin Kainatdakı nisbi əhəmiyyəti. . [+] Gələcəkdə qaranlıq enerji 100% əhəmiyyətə yaxınlaşacaq.

Ümumi Nisbəti tənzimləyən tənliklər bu mənada çox deterministikdir: Kainatın bu günün nədən ibarət olduğunu və cazibə qanunlarını bilsək, keçmişdəki hər dönəmdə hər bir komponentin nə qədər vacib olduğunu dəqiq bilirik. Erkən dövrlərdə radiasiya və neytrinolar üstünlük təşkil edirdi. Milyard illər boyunca qaranlıq maddə və normal maddə ən vacib parçalar idi. Və son bir neçə milyard il ərzində - və bu zaman keçdikcə daha da kəskinləşəcək - qaranlıq enerji Kainatın genişlənməsində dominant amildir. Kainatın sürətlənməsinə səbəb olur və qarışıqlıq (əksər insanlar üçün) buradan başlayır.

Genişlənən Kainatın mümkün taleləri. Keçmişdəki fərqli modellərin fərqlərinə diqqət yetirin.

Kozmik Perspektiv / Jeffrey O. Bennett, Megan O. Donahue, Nicholas Schneider və Mark Voit

Kainatın genişlənməsinə gəldikdə ölçə biləcəyimiz iki şey var: genişlənmə sürəti və fərdi bir qalaktikanın perspektivimizdən geri çəkilmə sürəti. Bunlar əlaqəlidir, amma eyni deyil. Genişlənmə sürəti, bir tərəfdən, yerin toxumasının zamanla necə uzandığından bəhs edir. Həmişə bir vahid məsafəyə bir sürət olaraq ölçülür, bu, adətən bir Megaparsec başına 3.26 milyon işıq ili olduğu Megaparsec başına (məsafə) saniyədə kilometrə (sürət) verilir.

Maddə (yuxarı), radiasiya (orta) və kosmoloji sabit (alt) hamısı zamanla necə inkişaf edir. [+] genişlənən bir Kainat.

E. Siegel / Galaxy kənarında

Qaranlıq enerji olmasaydı, genişlənmə nisbəti zamanla azalacaq və sıfıra yaxınlaşacaqdı, çünki həcm genişləndikcə maddə və radiasiya sıxlığı sıfıra enəcəkdi. Ancaq qaranlıq enerji ilə bu genişlənmə nisbəti qaranlıq enerjinin nə qədər enerji sıxlığına yaxınlaşır. Məsələn, qaranlıq enerji kosmoloji sabitdirsə, genişlənmə nisbəti sabit bir dəyərə asimptot verir. Ancaq genişlənmə sürəti budursa, bizdən geri çəkilən fərdi qalaktikalar sürətlərinin sürətləndiyini görəcəklər.

VLT (radio) məlumatların üst-üstə qoyulması ilə uzaq qalaktik Markarian 1018-in optik görüntüsü.

Genişlənmə sürətinin müəyyən bir dəyər olduğunu düşünün: 50 km / s / Mpc. Bir qalaktika 20 Mpc məsafədədirsə, onda bizdən 1000 km / s sürətlə geri çəkildiyi görünür. Ancaq məkanın toxuması genişləndikcə ona vaxt verin, bu qalaktika nəhayət bizdən daha uzaq olacaq. Zamanı bizdən 40 Mpc məsafədə ikiqat uzaqlaşdıqda, 2000 km / s sürətlə geri çəkildiyi görünür. Daha çox vaxt ərzində başlanğıcdan on qat daha çox olacaq: indi 10000 km / s sürətlə geri çəkildiyi 200 Mpc. Zamanla bizdən 6.000 Mpc məsafəyə çatdıqda, işığın sürətindən daha sürətli olan 300.000 km / s sürətlə geri çəkildiyi görünür. Ancaq bu davam edir və zaman keçdikcə qalaktikanın bizdən uzaqlaşdığı daha sürətli görünür. Kainat haqqında "sürətləndirən" budur: genişlənmə sürəti azalır, ancaq fərdi bir qalaktikanın bizdən uzaqlaşdığı sürət zaman keçdikcə yüksəlir və yüksəlir.

Hubble eXtreme Deep Field-in ultrabənövşəyi görünən tam IR kompoziti indiyə qədər çıxan ən böyük görüntüdür. Uzaq Kainatın [+].

NASA, ESA, H. Teplitz və M. Rafelski (IPAC / Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona Dövlət Universiteti) və Z. Levay (STScI)

Bütün bunlar ən yaxşı ölçülərimizə uyğundur: qaranlıq enerji, kosmosun özünə xas olan daimi bir enerji sıxlığını təmsil edir. Məkan uzandıqca qaranlıq enerji sıxlığı sabit qalır və Kainat cazibə ilə bir-birinə bağlı olmayan hər şeyin (yerli qrupumuz, qalaktikamız, günəş sistemimiz və s.) Olduğu bu "Böyük Dondurma" taleyində sona çatacaq. bir-birindən ayrı itələdi. Qaranlıq enerji həqiqətən bir kosmoloji sabitdirsə, genişlənmə sonsuza qədər davam edəcək və soyuq, boş bir Kainatı meydana gətirəcəkdir.

Astronomlar ilk dəfə kainatın sürətləndiyini anladıqda, adi hikmət budur. [+] sonsuza qədər genişlənəcəkdi. Ancaq qaranlıq enerjinin təbiətini daha yaxşı başa düşməyincə, kainatın taleyi üçün digər ssenarilər mümkündür. Bu diaqram bu mümkün taleləri əks etdirir.

NASA / ESA və A. Riess (STScI)

Ancaq qaranlıq enerji dinamikdirsə - nəzəri cəhətdən mümkün, lakin dəstək olmadan müşahidəyə əsaslanan bir şey - hələ böyük bir böhrana və ya böyük bir qırğa ilə bitə bilər. Böyük bir xırıltıda qaranlıq enerji zəifləyəcək və işarəni tərsinə çevirib Kainatın maksimum ölçüyə çatmasına, çevrilməsinə və müqavilə bağlamasına səbəb olardı. Hətta "böhran" ın başqa bir Böyük Partlayışa səbəb olduğu dövrü bir Kainata da səbəb ola bilər. Qaranlıq enerji güclənməyə davam edərsə, əks quruluş, nəticədə artan genişlənmə nisbətində bağlanmış strukturların parçalanmasına səbəb olur. Bu gün əldə etdiyimiz dəlillər əksəriyyətlə genişlənmə şərtini əbədi olaraq sabit bir sürətlə davam etdirən bir “Böyük Dondurmanı” dəstəkləyir.

ESA-nın Öklid, NASA-nın WFIRST və yerüstü LSST kimi yaxınlaşan rəsədxanaların əsas elmi hədəflərinə qaranlıq enerjinin həqiqətən kosmoloji sabit olub olmadığını ölçmək daxildir. Aparıcı nəzəri fikir əslində davamlı qaranlıq enerjinin tərəfdarı olsa da, ölçmələrimiz və müşahidələrimiz tərəfindən istisna edilməyən bütün imkanları əyləndirmək vacibdir. Nə qədər görünə bilsə də, Big Crunch hələ də istisna edilmir. Daha çox və daha yaxşı məlumatlarla, hələ həqiqətin əksəriyyətimizin təsəvvür etdiyimizdən daha qəribə olduğuna dair cəlbedici bir ipucu tapa bilərik!


Big Crunch istisna edildi? - Astronomiya

Kainatın son taleyi, nəzəri məhdudiyyətlərin, kainatın təkamülü və son taleyinin təsvir olunmasına və qiymətləndirilməsinə imkan verən fiziki kosmologiyada bir mövzudur. Mövcud müşahidə dəlillərinə əsaslanaraq, kainatın taleyinə və təkamülünə qərar vermək, mifoloji və ya teoloji inancların ən çox sınaqdan keçirilməyən məhdudiyyətlərindən kənara çıxaraq etibarlı bir kosmoloji sualına çevrildi. Kainatın sonlu və sonsuz bir müddət mövcud ola biləcəyi və ya başlanğıcın qaydalarını və şərtlərini izah etmək daxil olmaqla, müxtəlif elmi fərziyyələr ilə mümkün olan bir neçə gələcək proqnozlaşdırıldı.

1920-1950-ci illər arasında Edwin Hubble tərəfindən aparılan müşahidələr, qalaktikaların bir-birlərindən uzaqlaşdıqları və bu anda qəbul edilən Big Bang nəzəriyyəsinə səbəb olduqlarını tapdı. Bu, kainatın çox kiçik və çox sıx - təxminən 13.82 milyard il əvvəl başladığını və o vaxtdan bəri genişləndiyini və (orta hesabla) daha az sıxlaşdığını göstərir. Böyük partlayışın təsdiqi daha çox genişlənmə sürətini, maddənin orta sıxlığını və kainatdakı kütlə enerjisinin fiziki xüsusiyyətlərini bilməkdən asılıdır.

Kosmoloqlar arasında kainatın & quotflat & quot olaraq qəbul edildiyi (kainatın şəkli) və sonsuza qədər genişlənəcəyinə dair güclü bir fikir birliyi var.

Kainatın taleyi onun sıxlığı ilə müəyyən edilir. Genişlənmə sürəti və kütlə sıxlığının ölçülməsi əsasında bu günə qədər olan dəlillərin üstünlüyü, sonsuz genişlənməyə davam edəcək bir kainata üstünlük verir və nəticədə aşağıdakı & quotBöyük Dondur & quot ssenarisi ilə nəticələnir. Lakin müşahidələr qəti deyil və alternativ modellər hələ də mümkündür.

Big Freeze (və ya Big Chill) davamlı genişlənmə ilə asimptotik olaraq mütləq sıfır temperatura yaxınlaşan bir kainatla nəticələnən bir ssenaridir. Bu ssenari, Böyük Rip ssenarisi ilə birlikdə ən vacib fərziyyə olaraq yer qazanır. Qaranlıq enerji olmadığı təqdirdə, yalnız düz və ya hiperbolik həndəsə altında baş verə bilər. Müsbət bir kosmoloji sabitliyi ilə, qapalı bir kainatda da meydana gələ bilər. Bu ssenaridə ulduzların normal olaraq 1012 ilə 1014 (1-100 trilyon) il arasında meydana gəlməsi gözlənilir, lakin nəticədə ulduz meydana gəlməsi üçün lazım olan qaz tədarükü bitəcəkdir. Mövcud ulduzların yanacağı tükəndikdə və parlamağı dayandırdıqda, kainat yavaş-yavaş və çəkilmədən qaralacaq. Nəhayət, qara dəliklər kainatda hökmranlıq edəcəklər, bunlar zaman keçdikcə Hawking şüalanması ilə yox olacaqlar. Sonsuz zaman ərzində, Poincare təkrarlanma teoremi, istilik dalğalanmaları və dalğalanma teoremi ilə spontan bir entropiya azalması olardı.

Bununla əlaqəli bir ssenari, kainatın hər şeyin bərabər paylandığı və heç bir gradyan olmadığı maksimum entropiya vəziyyətinə getdiyini deyən istilik ölümüdür; bir forması həyat olan məlumatların işlənməsini davam etdirmək üçün lazımlıdır. İstilik ölümü ssenarisi, üç məkan modelindən hər hansı birinə uyğundur, ancaq kainatın nəhayət bir istilik minimumuna çatmasını tələb edir.

İndiki Hubble sabiti, cazibə qüvvəsi ilə bir yerdə tutulan qalaktikalar kimi yerli strukturları məhv edəcək qədər böyük deyil, ancaq aralarındakı boşluğu artıracaq qədər böyük bir sürətlənmə sürətini təyin edir. Hubble sabitinin sonsuzluğa doğru davamlı artması, kainatdakı bütün maddi cisimlərin, qalaktikalardan başlayaraq və nəticədə (sonlu bir zamanda), nə qədər kiçik olursa olsun, əlaqəsiz elementar hissəciklərə, radiasiyaya və xaricə parçalanmasına səbəb olardı. Enerji sıxlığı, miqyas faktoru və genişlənmə sürəti sonsuzlaşdıqca kainat təsirli bir təklik olaraq başa çatır.

Digər kosmoloji sabitlərin proqnozlaşdırdığından daha yüksək sürətlənmə sürətinə səbəb olacağını düşünən mənfi kinetik enerjiyə sahib olan fantom qaranlıq enerjinin xüsusi vəziyyətində daha qəfil böyük bir qopma meydana gələ bilər.

Big Crunch hipotezi, kainatın son taleyinin simmetrik bir görünüşüdür. Böyük partlayış kosmoloji bir genişlənmə kimi başladığı kimi, bu nəzəriyyə də kainatın orta sıxlığının genişlənməsini dayandırmaq üçün kifayət edəcəyini və kainatın daralmağa başlayacağını düşünür. Son nəticə bilinmir, sadə bir təxmin, kainatdakı bütün maddənin və məkan-zamanın kainatın Böyük Partlayışla necə başladığını ölçüsüz bir təklik halına gətirəcəyini, ancaq bu miqyasda bilinməyən kvant təsirlərinin nəzərə alınmasını tələb edir (bax: Kvant ağırlıq). Son dəlillər bu ssenarinin ehtimalının az olduğunu, lakin istisna edilmədiyini göstərir, çünki ölçmələr nisbətən danışdıqda və qısa müddət ərzində əldə edilə bilər və gələcəkdə tərs ola bilər.

Bu ssenari, Big Bang'in əvvəlki bir kainatın Big Crunch-dan dərhal sonra meydana gəlməsinə imkan verir. Bu dəfələrlə baş verərsə, osilatör bir kainat olaraq da bilinən bir siklik model yaradır. Bundan sonra kainat sonsuz kainatların sonsuz bir ardıcıllığından ibarət ola bilər, hər sonlu kainat, eyni zamanda növbəti kainatın Böyük Partlayışı olan Böyük bir Xırıltı ilə bitər. Dairəvi kainatla bağlı bir problem, entropiyanın salınımdan salınmaya qədər inkişaf edəcəyi və kainatın nəhayət istilik ölümünə səbəb olduğu kimi, termodinamikanın ikinci qanunu ilə uzlaşmamasıdır. Mövcud dəlillər də kainatın qapalı olmadığını göstərir. Bu, kosmoloqların salınan kainat modelini tərk etməsinə səbəb oldu. Bənzər bir fikri siklik model qəbul edir, lakin bu fikir əvvəlki dövrdə yığılan entropiyanı seyreltən budaqların genişlənməsi səbəbindən istilik ölümündən yayınır.

The Big Bounce is a theorized scientific model related to the beginning of the known universe. It derives from the oscillatory universe or cyclic repetition interpretation of the Big Bang where the first cosmological event was the result of the collapse of a previous universe.

According to one version of the Big Bang theory of cosmology, in the beginning the universe was infinitely dense. Such a description seems to be at odds with other more widely accepted theories, especially quantum mechanics and its uncertainty principle. It is not surprising, therefore, that quantum mechanics has given rise to an alternative version of the Big Bang theory. Also, if the universe is closed, this theory would predict that once this universe collapses it will spawn another universe in an event similar to the Big Bang after a universal singularity is reached or a repulsive quantum force causes re-expansion.

In simple terms, this theory states that the universe will continuously repeat the cycle of a Big Bang, followed up with a Big Crunch.

This theory posits that the universe currently exists in a false vacuum and that it could become a true vacuum at any moment.


Has the Big Crunch been ruled out? - Astronomiya

From: "Al G"
Date: 16 Nov 2006

Q What is the difference between "the big Rip" vs "the big Crunch"?

A "Big Rip" and "Big Crunch" are colorful descriptions for possible ultimate fates for our universe.

We've known since Hubble's work in the 1920s that our universe is expanding, since we see the galaxies within it rushing apart from one another. One of the great questions of cosmology is whether this expansion will continue on forever or if the universe will eventually recollapse upon itself under its own gravity - a "Big Crunch" to match the "Big Bang".

To answer this question we need to know the amount (and kinds) of stuff there is in the universe. If the universe has enough matter in it the gravitational pull of that matter will eventually halt the expansion and draw space back in on itself. If not, the expansion will continue. Recent measurements of the microwave background and of distant supernovae have led us to believe that this will not happen - there is not enough matter in the universe to cause a recollapse, and the universe will indeed expand forever. Surprisingly, recent observations have also taught us that the universe's expansion is actually speeding up due to a repulsive force we call "dark energy". So the "Big Crunch" has mostly been ruled out as a fate for our universe.

The "Big Rip" is a much more speculative fate. The question here is just how strong the repulsive force of dark energy is, characterized by an "equation of state" parameter called w. If w is greater than or equal to -1, the universe's expansion will continue to accelerate but bound objects within the universe will remain bound. The stars in our own galaxy, for example, are bound to one another by their own gravity and so orbit the galactic center. As the expansion accelerates in the distant future, distant galaxies will zoom away from us but our own galaxy will always hang together. This is what happens in nearly all mainstream theories.

The Big Rip is an intriguing thought, but it's very speculative and there is no evidence that it will actually take place. Current observations suggest that w is fairly close to -1, the value expected from a cosmological constant. Cosmologists continue to work on measuring w more accurately (it's extremely difficult), and hopefully we can someday get a handle on how things will finally play out.


The Big Crunch, the Big Freeze and the Big Rip

Clearly, further advances in fundamental physics are required before it will be possible to know the ultimate fate of the universe with any level of certainty. However, scientists generally agree that this fate will depend on three things: the universe’s overall shape or geometry, on how much dark energy it contains, and on the so-called “equation of state” (which essentially determines how the density of the dark energy responds to the expansion of the universe).

If the geometry of the universe is “closed” (like the surface of a sphere), then there are two main possibilities, as has been mentioned in the section on Accelerating Universe and Dark Energy. If the universe has a large amount of dark energy (as recent findings suggest it may well have), then the expansion of the universe could theoretically continue forever. If, however, the universe lacks the repulsive effect of dark energy, then gravity will eventually stop the expansion of the universe and it will start to contract until all the matter in the universe collapses to a final singularity, a mirror image of the Big Bang known as the "Big Crunch”, somewhere in the region of a hundred billion years from now.


(Click for a larger version)
The expansion and contraction of a closed universe to a Big Crunch
(Source: How Stuff Works: http://science.howstuffworks.com/
big-crunch3.htm)

Models of a collapsing universe of this kind suggest that, at first, the universe would shrink more or less evenly, because, on a gross scale, matter is reasonably consistently distributed. At first, the rate of contraction would be slow, but the pace would gradually pick up. As the temperature begins to increase exponentially, stars would explode and vaporize, and eventually atoms and even nuclei would break apart in a reverse performance of the early stages after the Big Bang.

As the universe becomes compacted into a very small volume, any slight irregularities will become ever more magnified and, in the final stages, the collapse will probably be wildly chaotic, and gravity and the warping of space-time will vary immensely depending on the direction the singularity is approached by an in-falling body. According to some predictions, very close to the singularity, the warpage of space-time will become so violent and chaotic that space and time will actually “shatter” into “droplets” and all current concepts of time, distance and direction will become meaningless.

This model offers intriguing possibilities of an oscillating or cyclic universe (or “Big Bounce”), where the Big Crunch is succeeded by the Big Bang of a new universe, and so on, potentially ad infinitum. However, in the light of recent findings in the 1990s (such as the evidence for an accelerating universe described previously), this is no longer considered the most likely outcome.


(Click for a larger version)
Possible shapes of the universe (closed, open and flat)
(Source: Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/
Shape_of_the_universe)

If, on the other hand, the geometry of space is “open” (negatively curved like the surface of a saddle), or even “flat”, the possibilities are very different. Even without dark energy, a negatively curved universe would continue expanding forever, with gravity barely slowing the rate of expansion. With dark energy thrown into the equation, the expansion not only continues but accelerates, and just how things develop depends on the properties of the dark energy itself, which remain largely unknown to us.

One possibility is where the acceleration caused by dark energy increases without limit, with the dark energy eventually becoming so strong that it completely overwhelms the effects of the gravitational, electromagnetic and weak nuclear forces. Known as the “Big Rip”, this would result in galaxies, stars and eventually even atoms themselves being literally torn apart, with the universe as we know it ending dramatically in an unusual kind of gravitational singularity within the relatively short time horizon of just 35 - 50 billion years.

Perhaps the most likely possibility, however, based on current knowledge, is a long, slow decline known as the "Big Freeze" (or the “Big Chill” or “Heat Death”). In this scenario, the universe continues expanding and gradually “runs down” to a state of zero thermodynamic free energy in which it is unable to sustain motion or life. Eventually, over a time scale of 10 14 (a hundred trillion) years or more, it would reach a state of maximum entropy at a temperature of very close to absolute zero, where the universe simply becomes too cold to sustain life, and all that would remain are burned-out stars, cold dead planets and black holes.

What happens after that is even more speculative but, eventually, even the atoms making up the remaining matter would start to degrade and disintegrate, as protons and neutrons decay into positrons and electrons, which over time would collide and annihilate each other. Depending on the rate of expansion of the universe at that time, it is possible that some electrons and positrons may form bizarre atoms billions of light years in size, known as positronium, with the distant particles orbiting around each other so slowly it would take a million years for them to move a single centimeter. After perhaps 10 116 years, even the positronium will have collapsed and the particles annihilated each other.

In this way, all matter would slowly evaporate away as a feeble energy, leaving only black holes, ever more widely dispersed as the universe continues to expand. The black holes themselves would break down eventually, slowly leaking away "Hawking radiation", until, after 10 200 years, the universe will exist as just empty space and weak radiation at a temperature infinitesimally above absolute zero. At the end of the universe, time itself will lose all meaning as there will be no events of any kind, and therefore no frame of reference to indicate the passage of time or even its direction.

Interestingly, recent analyses from the WMAP satellite and the Cosmic Background Imager, seem to be confirming other recent observations indicating that the universe is in fact flat (as opposed to closed or open). These experiments have revealed hot and cold spots with a size range of approximately one degree across, which, according to current theory, would be indicative of a flat universe.


Ask Ethan: Can the Universe still end in a Big Crunch?

“It’s everywhere, really. It’s between the galaxies. It is in this room. We believe that everywhere that you have space, empty space, that you cannot avoid having some of this dark energy.” -Adam Riess

One of the biggest advances of the 20th century has been to identify exactly how rich, expansive, and massive our Universe actually is. With approximately two trillion galaxies contained in a volume some 46 billion light years in radius centered on us, our Observable Universe allows us to reconstruct the entire tale of our cosmic history, stretching all the way back to the Big Bang and even, perhaps, slightly before. But what about the future? What about the fate of the Universe? Is that a certainty? That’s what Andy Moss wants to know, as he asks:

You [wrote] that the Universe is expanding at a decreasing rate. I thought a Nobel Prize was awarded for the “discovery” that the Universe was expanding at an increasing rate. Can you please clarify the leading theories? Is the “Big Crunch” still a possibility?

The best predictor of future behavior is past behavior, it’s true. But just as people can sometimes surprise us, the Universe might, too.

The expansion rate of the Universe, at any moment in time, is only dependent on two things: the total energy density present within spacetime and the amount of spatial curvature present. If we understand the laws of gravitation and how the different types of energy evolve over time, we can reconstruct what the expansion rate should have been at any moment in the past. We can also look out at a variety of distant objects at various distances, and measure how that light has been stretched due to the expansion of space. Every galaxy, supernova, molecular gas cloud, etc. — everything that absorbs or emits light — will tell the cosmic history of how the expansion of space has stretched it from the moment it was emitted until we observe it.

We’ve been able to conclude, from a variety of independent lines of observation, exactly what the Universe is made out of. The three big, independent lines of observation are:

  • The temperature fluctuations present in the cosmic microwave background, which encode information about the Universe’s curvature, normal matter, dark matter, neutrino, and total density contents.
  • The correlations between galaxies on the largest scales — known as baryon acoustic oscillations — which give very strict measurements on the total matter density, the normal matter to dark matter ratio, and the expansion rate throughout time.
  • And the most distant, luminous standard candles in the Universe, type Ia supernova, which tell us about the expansion rate and dark energy as it evolved over time.

These lines of evidence, combined, all point to one consistent picture of the Universe. They tell us what’s in the Universe today, and give us a cosmology where:

  • 4.9% of the Universe’s energy is in normal matter (like protons, neutrons and electrons),
  • 0.1% of the Universe’s energy is in the form of massive neutrinos (which act like matter at late times and radiation at early times),
  • 0.01% of the Universe’s energy is in the form of radiation (like photons),
  • 27% of the Universe’s energy is in the form of dark matter, and
  • 68% is in the form of energy inherent to space itself: dark energy.

They give us a flat Universe (with 0% curvature), a Universe with no topological defects (magnetic monopoles, cosmic strings, domain walls, or cosmic textures), and a Universe whose past expansion history is known.

The equations governing General Relativity are very deterministic in this sense: if we know what the Universe is made of today and the laws of gravity, we know exactly how important each component was at every juncture in the past. Early on, radiation and neutrinos dominated. For billions of years, dark matter and normal matter were the most important pieces. And for the past few billion years — and this will get more severe as time goes on — dark energy is the dominant factor in the Universe’s expansion. It’s causing the Universe to accelerate, and this is where the confusion (for most people) begins.

There are two things we can measure when it comes to the Universe’s expansion: the expansion rate and the speed at which an individual galaxy appears to recede from our perspective. These are related, but they are not the same. The expansion rate, on one hand, talks about how the fabric of space itself stretches over time. It’s always quantified as a speed-per-unit-distance, which is typically given in kilometers-per-second (the speed) per Megaparsec (the distance), where a Megaparsec is about 3.26 million light years.

If there were no dark energy, the expansion rate would drop over time, approaching zero, since the matter-and-radiation density would drop to zero as the volume expands. But with dark energy, that expansion rate approaches whatever energy density dark energy has. If dark energy, for example, is a cosmological constant, then the expansion rate asymptotes to a constant value. But if that’s what the expansion rate does, then individual galaxies receding from us will see their speeds accelerate.

Imagine the expansion rate is some value: 50 km/s/Mpc. If a galaxy is 20 Mpc away, then it appears to recede from us at 1,000 km/s. But give it time as the fabric of space expands, this galaxy will eventually be farther from us. By time it’s twice as distant, 40 Mpc away from us, it will appear to recede at 2,000 km/s. Over even more time, it will be ten times as far as it began: 200 Mpc, where it now recedes at 10,000 km/s. By time it gets to a distance of 6,000 Mpc from us, it will appear to recede at 300,000 km/s, which is faster than the speed of light. But this goes on and on the more time passes, the faster the galaxy appears to move away from us. This is what’s “accelerating” about the Universe: the expansion rate goes down, but the speed an individual galaxy moves away from us just rises and rises over time.

All of this is consistent with our best measurements: that dark energy represents a constant energy density inherent to space itself. As space stretches, the dark energy density remains constant, and the Universe will end in this “Big Freeze” fate, where everything that isn’t gravitationally bound together (like our local group, galaxy, solar system, etc.) winds up being pushed apart from one another. If dark energy is truly a cosmological constant, then the expansion will continue indefinitely, giving rise to a cold, empty Universe.

But if dark energy is dynamical — something theoretically possible but observationally without support — it could yet end in a Big Crunch or a Big Rip. In a Big Crunch, dark energy would weaken and reverse sign, causing the Universe to reach a maximum size, turn around, and contract. It could even give rise to a cyclical Universe, where the “crunch” gives rise to another Big Bang. If dark energy continues to strengthen, however, the opposite fate occurs, where bound structures eventually get torn apart by the increasing expansion rate. The evidence we have today, however, overwhelmingly supports a “Big Freeze,” the condition of expansion continuing at a constant rate forever.

The major science goals of upcoming observatories like the ESA’s Euclid, NASA’s WFIRST, and the ground-based LSST include measuring whether dark energy is truly a cosmological constant or not. Although the leading theoretical idea is, in fact, in favor of constant dark energy, it’s important to entertain all the possibilities not ruled out by our measurements and observations. As far fetched as it may seem, a Big Crunch still isn’t ruled out. With more and better data, we may yet find a compelling hint that reality is even stranger than most of us have imagined!


What problems does it have?

According to this theory, the universe is an oscillating universe, in which, after the Great Implosion, a new Great Explosion could take place but if this had happened several times, we would be faced an oscillating universe. However, the theory of an oscillating universe contradicts the second law of thermodynamics unless in each cycle a total destructionrestart of the universe occurs, including the disappearance of physical laws and the creation of new physical laws.

In addition, the recent discovery of qaranlıq enerji has meant that many cosmologists no longer believe in the theory of the oscillating universe, nor do they believe that the universe is closed, although they do not completely rule out future çökmək.


Videoya baxın: الازمة الاقتصادية الكبرى لسنة 1929 (Sentyabr 2021).