Universets ultimate skjebne

Universets skjebne bestemmes av dens tetthet. Den største bevismassen til dags dato, basert på målinger av ekspansjonshastigheten og massetettheten, favoriserer et univers som vil fortsette å utvide seg på ubestemt tid, noe som resulterer i «Big Freeze» -scenariet nedenfor. Observasjoner er imidlertid ikke avgjørende, og alternative modeller er fremdeles mulige.

Big Freeze eller heat deathEdit

Hovedartikler: Fremtiden for et ekspanderende univers og Heat death of the universe

The Big Freeze (eller Big Chill) er et scenario der fortsatt ekspansjon resulterer i et univers som asymptotisk nærmer seg absolutt null temperatur. Dette scenariet, i kombinasjon med Big Rip-scenariet, vinner terreng som den viktigste hypotesen. I fravær av mørk energi kan det bare forekomme under en flat eller hyperbolsk geometri. Med en positiv kosmologisk konstant, kan den også forekomme i et lukket univers. I dette scenariet forventes det at stjerner dannes normalt i 1012 til 1014 (1–100 billioner) år, men til slutt vil tilførselen av gass som trengs for stjernedannelse være oppbrukt. Når eksisterende stjerner går tom for drivstoff og slutter å skinne, vil universet sakte og ubønnhørlig bli mørkere. Til slutt vil sorte hull dominere universet, som selv vil forsvinne over tid når de avgir Hawking-stråling. Over uendelig tid vil det være en spontan entropi-reduksjon av Poincaré-tilbakefallssetningen, termiske svingninger og svingningssatsen.

Et relatert scenario er varmedød, som sier at universet går til en tilstand av maksimum entropi der alt er jevnt fordelt og det ikke er noen gradienter – som er nødvendige for å opprettholde informasjonsbehandling, en form for dette er liv. Varmedødsscenariet er kompatibelt med noen av de tre romlige modellene, men krever at universet når et eventuelt minimumstemperatur.

Big RipEdit

Hovedartikkel: Big Rip

Den nåværende Hubble-konstanten definerer en akselerasjonshastighet i universet som ikke er stor nok til å ødelegge lokale strukturer som galakser, som holdes sammen av tyngdekraften, men store nok til å øke rommet mellom dem. En jevn økning i Hubble-konstanten til uendelig ville resultere i at alle materielle gjenstander i universet, med utgangspunkt i galakser og til slutt (i en endelig tid) alle former, uansett hvor små de går i oppløsning til ubundne elementære partikler, stråling og videre. Når energitettheten, skalafaktoren og ekspansjonshastigheten blir uendelig, ender universet som det som egentlig er en singularitet.

I det spesielle tilfellet med fantom mørk energi, som har antatt negativ kinetisk energi som vil resultere i en høyere akselerasjonshastighet enn andre kosmologiske konstanter forutsier, kan det oppstå en mer plutselig stor rip.

Big CrunchEdit

Hovedartikkel: Big Crunch

The Big Crunch. Den vertikale aksen kan betraktes som utvidelse eller sammentrekning med tiden.

Hypotesen Big Crunch er et symmetrisk syn på universets ultimate skjebne. Akkurat som Big Bang startet som en kosmologisk utvidelse, antar denne teorien at universets gjennomsnittlige tetthet vil være nok til å stoppe utvidelsen, og at universet vil begynne å trekke seg sammen. Sluttresultatet er ukjent; en enkel estimering ville ha all materie og romtid i universet til å kollapse til en dimensjonsløs singularitet tilbake til hvordan universet startet med Big Bang, men på disse skalaene må ukjente kvanteeffekter vurderes (se Quantum tyngdekraften). Nyere bevis tyder på at dette scenariet er lite sannsynlig, men ikke har blitt utelukket, da målinger har vært tilgjengelig bare over en kort periode, relativt sett, og kan reversere i fremtiden. Bang skal skje umiddelbart etter Big Crunch i et foregående univers. Hvis dette skjer gjentatte ganger, skaper det en syklisk modell, som også er kjent som et oscillerende univers. Universet kan da bestå av en uendelig rekkefølge av endelige universer, med hvert endelige univers som ender med en Big Crunch som også er Big Bang i neste univers. Et problem med det sykliske universet er at det ikke forenes med termodynamikkens andre lov, ettersom entropi vil bygge seg opp fra svingning til svingning og forårsake universets endelige varmedød. Nåværende bevis indikerer også at universet ikke er lukket. Dette har fått kosmologer til å forlate den oscillerende universmodellen. En noe lignende idé blir omfavnet av den sykliske modellen, men denne ideen unngår varmedød på grunn av en utvidelse av branene som fortynner entropi akkumulert i forrige syklus.

Big BounceEdit

Main artikkel: Big Bounce

The Big Bounce er en teoretisert vitenskapelig modell relatert til begynnelsen av det kjente universet.Den stammer fra det oscillerende universet eller den sykliske repetisjonstolkningen av Big Bang der den første kosmologiske hendelsen var resultatet av sammenbruddet i et tidligere univers.

Ifølge en versjon av Big Bang-teorien om kosmologi, i begynnelsen var universet uendelig tett. En slik beskrivelse ser ut til å være i strid med andre mer aksepterte teorier, spesielt kvantemekanikk og dens usikkerhetsprinsipp. Det er derfor ikke overraskende at kvantemekanikken har gitt opphav til en alternativ versjon av Big Bang-teorien. Hvis universet er lukket, vil denne teorien også forutsi at når dette universet kollapser, vil det gyte et annet univers i en hendelse som ligner Big Bang etter at en universell singularitet er nådd eller en frastøtende kvantekraft forårsaker re-ekspansjon.

Enkelt sagt sier denne teorien at universet kontinuerlig vil gjenta syklusen til Big Bang, fulgt opp med en Big Crunch.

Big SlurpEdit

Hovedartikkel: False vakuum

Denne teorien antyder at universet for tiden eksisterer i et falskt vakuum og at det kan bli et ekte vakuum når som helst.

For å best forstå teorien om falsk vakuumkollaps, man må først forstå Higgs-feltet som gjennomsyrer universet. I likhet med et elektromagnetisk felt, varierer det i styrke basert på potensialet. Et ekte vakuum eksisterer så lenge universet eksisterer i sin laveste energitilstand, i hvilket tilfelle den falske vakuumteorien er irrelevant. Imidlertid, hvis vakuumet ikke er i sin laveste energitilstand (et falskt vakuum), kan det tunnel inn i en lavere energitilstand. Dette kalles vakuumråte. Dette har potensialet til å endre vårt univers fundamentalt; i mer dristige scenarier kan til og med de forskjellige fysiske konstantene ha forskjellige verdier, og påvirker grunnlaget for materie, energi og romtid. Det er også mulig at alle strukturer vil bli ødelagt øyeblikkelig uten forvarsel.

Kosmisk usikkerhetRediger

Hver hittil beskrevne mulighet er basert på en veldig enkel form for den mørke energilikningen av stat. Men som navnet er ment å antyde, er det for øyeblikket veldig lite kjent om fysikken til mørk energi. Hvis teorien om inflasjon er sann, gikk universet gjennom en episode dominert av en annen form for mørk energi i de første øyeblikkene av Big Bang; men inflasjonen endte, noe som indikerer en tilstandsligning som er langt mer kompleks enn den som hittil er antatt for dagens mørke energi. Det er mulig at tilstandsligningen for mørk energi kan endres igjen og resultere i en hendelse som vil få konsekvenser som er ekstremt vanskelige å forutsi eller parametrere. Ettersom naturen til mørk energi og mørk materie forblir gåtefull, til og med hypotetisk, er mulighetene rundt deres kommende rolle i universet foreløpig ukjente. Ingen av disse teoretiske endene for universet er sikre.

Write a Comment

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *