Az univerzum végső sorsa

Az univerzum sorsát a sűrűsége határozza meg. Az eddigi bizonyítékok túlsúlya, amely a tágulási sebesség és a tömegsűrűség mérésén alapul, egy olyan univerzumot részesíti előnyben, amely a végtelenségig tovább fog terjeszkedni, ami az alábbi “Big Freeze” forgatókönyvet eredményezi. A megfigyelések azonban nem meggyőzőek, és alternatív modellek továbbra is lehetségesek.

Big Freeze vagy heat deathEdit

Fő cikkek: A táguló világegyetem jövője és az univerzum hőhalála

A Big Freeze (vagy Big Chill) olyan forgatókönyv, amelyben a folyamatos terjeszkedés olyan univerzumot eredményez, amely aszimptotikusan megközelíti az abszolút nulla hőmérsékletet. Ez a forgatókönyv a Big Rip forgatókönyvvel kombinálva egyre fontosabb hipotézisként érvényesül. Sötét energia hiányában csak lapos vagy hiperbolikus geometriában fordulhat elő. Pozitív kozmológiai állandóval egy zárt univerzumban is előfordulhat. Ebben a forgatókönyvben a csillagok várhatóan 1012–1014 (1–100 billió) évig normálisan alakulnak ki, de végül a csillagok kialakulásához szükséges gázkészlet kimerül. Amint a meglévő csillagokból kifogy az üzemanyag, és megszűnik a ragyogás, az univerzum lassan és menthetetlenül sötétebbé válik. Végül fekete lyukak fogják uralni az univerzumot, amelyek maguk is eltűnnek az idő múlásával, amikor Hawking-sugárzást bocsátanak ki. Végtelen idő alatt spontán entrópiacsökkenés következne be a Poincaré visszatérési tételével, a hőingadozásokkal és az ingadozási tétellel.

Ehhez kapcsolódó forgatókönyv a hőhalál, amely kimondja, hogy az univerzum maximális állapotba kerül. entrópia, amelyben minden egyenletesen oszlik el, és nincsenek színátmenetek – amelyek szükségesek az információfeldolgozás fenntartásához, amelynek egyik formája az élet. A hőhalál forgatókönyve kompatibilis a három térbeli modell bármelyikével, de megköveteli, hogy az univerzum elérje az esetleges hőmérsékleti minimumot.

Big RipEdit

Fő cikk: Big Rip

A jelenlegi Hubble-állandó meghatározza az univerzum gyorsulási sebességét, amely nem elég nagy ahhoz, hogy elpusztítsa a lokális struktúrákat, például a galaxisokat, amelyeket a gravitáció összetart, de elég nagy ahhoz, hogy növelje a köztük lévő teret. A Hubble konstansnak a végtelenségig történő folyamatos növekedése az univerzum összes anyagi objektumát eredményezné, kezdve a galaxisokkal, és végül (egy véges idő alatt) minden formával, függetlenül attól, hogy milyen kicsi, szétesik kötetlen elemi részecskékké, sugárzásként és azon túl. Amint az energia sűrűsége, a skála tényezője és a tágulási sebesség végtelenné válik, az univerzum véget ér, mint ami valójában szingularitás.

A fantom különleges esetben a sötét energia, amelynek negatív kinetikus energiája van, ami magasabb a gyorsulás mértéke, mint azt más kozmológiai állandók megjósolják, hirtelenebb nagy rip bekövetkezhet.

Big CrunchEdit

Fő cikk: Big Crunch

A nagy összeomlás. A függőleges tengely az idő tágulásának vagy összehúzódásának tekinthető.

A Big Crunch hipotézis a világegyetem végső sorsának szimmetrikus nézete. Amint az Nagy Bumm kozmológiai tágulásként indult, ez az elmélet azt feltételezi, hogy az univerzum átlagos sűrűsége elegendő lesz tágulásának megállításához, és az univerzum elkezd összehúzódni. A végeredmény nem ismert; egyszerű becsléssel az univerzum összes anyaga és térideje dimenzió nélküli szingularitássá dőlne vissza abba, hogy az univerzum miként kezdődött az ősrobbanással, de ezeknél a skáláknál ismeretlen kvantumhatásokat kell figyelembe venni (lásd: Quantum gravity). A legfrissebb bizonyítékok arra utalnak, hogy ez a forgatókönyv valószínűtlen, de nem volt kizárva, mivel a mérések viszonylag rövid idő alatt álltak rendelkezésre, és a jövőben megfordulhatnak.

Ez a forgatókönyv lehetővé teszi a nagy számára A durranás egy megelőző univerzum nagy összeomlása után következik be. Ha ez többször megtörténik, létrehoz egy ciklikus modellt, amelyet oszcillációs univerzumnak is neveznek. A világegyetem ekkor véges univerzumok végtelen sorozatából állhat, minden egyes véges univerzum véget ér egy nagy roppanással, amely egyben a következő univerzum Nagy Bummja is. A ciklikus univerzum problémája, hogy nem egyeztethető össze a termodinamika második törvényével, mivel az entrópia oszcillációtól oszcillációig halmozódna fel, és az univerzum esetleges hőhalálát okozná. A jelenlegi bizonyítékok azt is jelzik, hogy az univerzum nincs lezárva. Ez arra késztette a kozmológusokat, hogy felhagyjanak az oszcilláló univerzum modelljével. A ciklusos modell kissé hasonló elképzelést ölel fel, de ez az elképzelés elkerüli a hőhalált az előző ciklusban felhalmozott entrópiát hígító korpák tágulása miatt.

Big BounceEdit

Main cikk: Nagy visszapattanás

A Nagy visszapattanás elméleti tudományos modell, amely az ismert univerzum kezdetéhez kapcsolódik.Az ősrobbanás oszcillációs univerzumából vagy ciklikus ismétlődő értelmezéséből származik, ahol az első kozmológiai esemény egy előző univerzum összeomlásának eredménye volt. kezdetben az univerzum végtelenül sűrű volt. Egy ilyen leírás ellentmondani látszik más szélesebb körben elfogadott elméletekkel, különösen a kvantummechanikával és annak bizonytalansági elvével. Ezért nem meglepő, hogy a kvantummechanika az ősrobbanás-elmélet alternatív változatát hozta létre. Továbbá, ha az univerzum bezárul, ez az elmélet azt jósolja, hogy ha ez az univerzum összeomlik, akkor az univerzális szingularitás elérése vagy egy visszataszító kvantumerő újbóli tágulását okozza egy másik univerzum létrehozása az ősrobbanáshoz hasonló eseményben.

Egyszerűen fogalmazva: ez az elmélet azt állítja, hogy az univerzum folyamatosan megismétli az ősrobbanás ciklusát, amelyet egy nagy roppanás követ.

Big SlurpEdit

Fő cikk: Hamis vákuum

Ez az elmélet azt állítja, hogy az univerzum jelenleg hamis vákuumban létezik, és bármelyik pillanatban valódi vákuumgá válhat.

A hamis vákuum összeomlás elméletének legjobb megértése érdekében először meg kell értenünk az univerzumot átható Higgs-mezőt. Az elektromágneses mezőhöz hasonlóan erőssége a potenciálja alapján változik. Valódi vákuum mindaddig fennáll, amíg a világegyetem a legalacsonyabb energiaállapotban létezik, ebben az esetben a hamis vákuumelmélet nem releváns. Ha azonban a vákuum nincs a legalacsonyabb energiaállapotban (hamis vákuum), akkor alacsonyabb energiaállapotba torkollhat. Ezt nevezzük vákuumromlásnak. Ez megalapozhatja univerzumunk megváltoztatását; merészebb forgatókönyvekben még a különféle fizikai állandók is eltérő értékekkel rendelkezhetnek, súlyosan befolyásolva az anyag, az energia és a téridő alapjait. Az is lehetséges, hogy minden struktúra azonnal, minden előzetes figyelmeztetés nélkül megsemmisül.

Kozmikus bizonytalanságEdit

Minden eddig leírt lehetőség a állapot. De mivel a név utalni akar, a sötét energia fizikájáról jelenleg nagyon keveset tudunk. Ha az infláció elmélete igaz, az univerzum egy olyan epizódon ment keresztül, amelyet a sötét energia egy másik formája uralkodott az Nagy Bumm első pillanataiban; de az infláció véget ért, jelezve a mai sötét energiára eddig feltételezettnél jóval összetettebb állapotegyenletet. Lehetséges, hogy a sötét energia állapotegyenlete ismét megváltozhat, és olyan eseményt eredményezhet, amelynek következményei rendkívül nehéz megjósolni vagy paraméterezni. Mivel a sötét energia és a sötét anyag természete rejtélyes, sőt hipotetikus marad, az univerzumban betöltött szerepük körüli lehetőségek jelenleg ismeretlenek. Az univerzum ezen elméleti befejezései egyike sem biztos.

Write a Comment

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük