Universets ultimative skæbne

Universets skæbne bestemmes af dens densitet. Bevisets overvægt til dato baseret på målinger af ekspansionshastigheden og massetætheden favoriserer et univers, der fortsat vil ekspandere på ubestemt tid, hvilket resulterer i scenariet “Big Freeze” nedenfor. Observationer er dog ikke afgørende, og alternative modeller er stadig mulige.

Big Freeze eller heat deathEdit

Hovedartikler: Fremtiden for et ekspanderende univers og Universets varmedød

The Big Freeze (eller Big Chill) er et scenarie, hvor fortsat ekspansion resulterer i et univers, der asymptotisk nærmer sig absolut nul temperatur. Dette scenario, i kombination med Big Rip-scenariet, vinder terræn som den vigtigste hypotese. I fravær af mørk energi kunne den kun forekomme under en flad eller hyperbolsk geometri. Med en positiv kosmologisk konstant kan den også forekomme i et lukket univers. I dette scenario forventes stjerner at dannes normalt i 1012 til 1014 (1–100 billioner) år, men til sidst vil den gasforsyning, der er nødvendig til stjernedannelse, være opbrugt. Når eksisterende stjerner løber tør for brændstof og ophører med at skinne, vil universet langsomt og ubønhørligt blive mørkere. Til sidst vil sorte huller dominere universet, som selv forsvinder over tid, når de udsender Hawking-stråling. Over uendelig tid ville der være et spontant entropi-fald ved Poincaré-gentagelsessætningen, termiske udsving og udsvingssætningen.

Et beslægtet scenarie er varmedød, der siger, at universet går i en tilstand af maksimum entropi, hvor alt er jævnt fordelt, og der ikke er nogen gradienter – som er nødvendige for at opretholde informationsbehandling, hvoraf den ene form er liv. Varmedødsscenariet er kompatibelt med en af de tre rumlige modeller, men kræver, at universet når et eventuelt minimumstemperatur.

Big RipEdit

Hovedartikel: Big Rip

Den nuværende Hubble-konstant definerer en accelerationshastighed i universet, der ikke er stor nok til at ødelægge lokale strukturer som galakser, som holdes sammen af tyngdekraften, men store nok til at øge rummet mellem dem. En jævn stigning i Hubble-konstanten til uendelig ville resultere i, at alle materielle objekter i universet startede med galakser og til sidst (på en begrænset tid) alle former, uanset hvor små de opløste i ubundet elementære partikler, stråling og videre. Når energitætheden, skalafaktoren og ekspansionshastigheden bliver uendelig, ender universet som det, der faktisk er en singularitet.

I det specielle tilfælde med fantom mørk energi, som har formodet negativ kinetisk energi, der ville resultere i en højere accelerationshastighed, end andre kosmologiske konstanter forudsiger, kan der opstå en mere pludselig stor rip.

Big CrunchEdit

Hovedartikel: Big Crunch

The Big Crunch. Den lodrette akse kan betragtes som ekspansion eller sammentrækning med tiden.

Hypotesen om Big Crunch er et symmetrisk billede af universets ultimative skæbne. Ligesom Big Bang startede som en kosmologisk ekspansion antager denne teori, at universets gennemsnitstæthed vil være nok til at stoppe dets ekspansion, og at universet begynder at trække sig sammen. Slutresultatet er ukendt; et simpelt skøn ville have, at al materie og rumtid i universet kollapsede i en dimensioneløs singularitet tilbage til, hvordan universet startede med Big Bang, men på disse skalaer skal ukendte kvanteeffekter overvejes (se kvantegravitation). Nylige beviser tyder på, at dette scenarie er usandsynligt, men ikke er udelukket, da målinger kun har været tilgængelige over en kort periode, relativt set, og kan vende i fremtiden.

Dette scenario tillader den store Bang skal forekomme straks efter Big Crunch i et foregående univers. Hvis dette sker gentagne gange, skaber det en cyklisk model, som også er kendt som et oscillerende univers. Universet kunne derefter bestå af en uendelig rækkefølge af endelige universer, hvor hvert endelige univers ender med en Big Crunch, der også er Big Bang i det næste univers. Et problem med det cykliske univers er, at det ikke forenes med termodynamikens anden lov, da entropi vil opbygges fra svingning til svingning og forårsager universets eventuelle varmedød. Nuværende beviser indikerer også, at universet ikke er lukket. Dette har fået kosmologer til at opgive den oscillerende universmodel. En noget lignende idé er omfavnet af den cykliske model, men denne idé undgår varmedød på grund af en udvidelse af branerne, der fortynder entropi akkumuleret i den foregående cyklus.

Big BounceEdit

Main artikel: Big Bounce

Big Bounce er en teoretisk videnskabelig model relateret til begyndelsen på det kendte univers.Den stammer fra det oscillerende univers eller fortolkning af cyklisk gentagelse af Big Bang, hvor den første kosmologiske begivenhed var resultatet af sammenbruddet i et tidligere univers.

Ifølge en version af Big Bang-teorien om kosmologi, i begyndelsen var universet uendeligt tæt. En sådan beskrivelse ser ud til at være i strid med andre mere bredt accepterede teorier, især kvantemekanik og dens usikkerhedsprincip. Det er derfor ikke overraskende, at kvantemekanik har givet anledning til en alternativ version af Big Bang-teorien. Hvis universet er lukket, vil denne teori også forudsige, at når dette univers kollapser, vil det gyde et andet univers i en begivenhed, der ligner Big Bang, efter at en universel singularitet er nået, eller en frastødende kvantekraft forårsager genudvidelse.

Enkelt sagt siger denne teori, at universet kontinuerligt vil gentage cyklen af et Big Bang, fulgt op med en Big Crunch.

Big SlurpEdit

Hovedartikel: Falsk vakuum

Denne teori antager, at universet i øjeblikket eksisterer i et falsk vakuum, og at det kunne blive et sandt vakuum til enhver tid.

For bedst at forstå den falske vakuumkollaps teori, man skal først forstå Higgs-feltet, der gennemsyrer universet. Meget som et elektromagnetisk felt varierer det i styrke baseret på dets potentiale. Et sandt vakuum eksisterer, så længe universet eksisterer i dets laveste energitilstand, i hvilket tilfælde den falske vakuumteori er irrelevant. Men hvis vakuumet ikke er i sin laveste energitilstand (et falsk vakuum), kan det tunnel ind i en lavere energitilstand. Dette kaldes vakuum henfald. Dette har potentialet til fundamentalt at ændre vores univers; i mere dristige scenarier kunne selv de forskellige fysiske konstanter have forskellige værdier, der alvorligt påvirker grundlaget for stof, energi og rumtid. Det er også muligt, at alle strukturer ødelægges øjeblikkeligt uden nogen form for advarsel.

Kosmisk usikkerhedRediger

Hver hidtil beskrevet mulighed er baseret på en meget enkel form til den mørke energiligning af stat. Men som navnet skal antyde, vides der i øjeblikket meget lidt om mørk energis fysik. Hvis teorien om inflation er sand, gik universet igennem en episode domineret af en anden form for mørk energi i Big Bangs første øjeblikke; men inflationen sluttede, hvilket indikerer en tilstandsligning, der er langt mere kompleks end de hidtil antagede for nutidens mørke energi. Det er muligt, at tilstandsligningen med mørk energi kan ændre sig igen og resultere i en begivenhed, der ville få konsekvenser, som er ekstremt vanskelige at forudsige eller parametrere. Da mørk energi og mørkt stof forbliver gådefulde, endog hypotetiske, er mulighederne omkring deres kommende rolle i universet i øjeblikket ukendte. Ingen af disse teoretiske slutninger for universet er sikre.

Write a Comment

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *