Teori om det oscillerande universum

Syn på det djupa universum av Hubble. Universum expanderar för närvarande, men enligt teorin om det oscillerande universum kommer det en tid som kontrakt. Källa: Wikimedia Commons.

De Teori om det oscillerande universum o Cykliskt universum föreslår att universum expanderar och kontrakterar på obestämd tid. Richard Tolman (1881-1948), en matematiker av det tekniska institutet i Kalifornien, föreslog en teori om det pulserande universum med en matematisk grund omkring 1930.

Men idén var inte ny för Tolmans tid, eftersom tidigare Vediska skrifter redan hade föreslagit något liknande 1500 till.C, med uppgift att hela universum fanns i ett kosmiskt ägg som heter Brahmanda.

Tack vare Edwin Hubble (1889-1953) är det bevisat att universum för närvarande expanderar, vilket enligt de flesta astronomer för närvarande accelererar.

Förslag om teorin om det oscillerande universum

Vad Tolman föreslår är att utvidgningen av universum inträffar tack vare den första impulsen av Big Bang och kommer att stoppa en gång nämnda impulsavbrott genom tyngdkraften.

I själva verket hade den ryska kosmologen Alexander Friedmann (1888-1925) redan matematiskt introducerat 1922 idén om en kritisk täthet av universum, under vilken den expanderar utan att tyngdkraften kan förhindra den, medan ovan, samma gravitation förhindrar expansion och orsakar dess sammandragning tills den når kollaps.

Tja, i sin Tolman -teori förutspår han att universums densitet kommer att nå en punkt där expansionen stoppar tack vare gravitationbromsen, och sammandragningsfasen kommer att börja, kallad Big Crunch.

Big Crunch Representation

Under denna fas kommer galaxerna att komma närmare och mer för att bilda en enorm otroligt tät massa, vilket kommer att orsaka förutsagd kollaps.

Kan tjäna dig: de sju egenskaperna hos de viktigaste vätskorna

Teorin postulerar också att universum inte har en specifik start och slut, eftersom den är konstruerad och förstörs växelvis i cykler av miljoner år.

Den ursprungliga frågan

De flesta kosmologer accepterar Big Bang -teorin som universums ursprung, som bildades genom den stora ursprungliga explosionen, i en specifik form av materia och energi med otänkbar densitet och enorm temperatur. 

Den stora crunch, den vertikala axeln representerar expansionen eller sammandragningen beroende på tiden

Från denna stora initiala atom uppstod de elementära partiklarna som vi känner: protoner, elektroner och neutroner, i den form som heter ylem, Ett grekiskt ord som den kloka Aristoteles hade använt för att hänvisa till det primära ämnet, källan till all materia. 

han ylem Han kylde gradvis när han expanderade och blev mindre tät åt gången. Denna process lämnade ett strålningsmärke i universum, som för närvarande har upptäckts: mikrovågsstrålningsbakgrunden.

Elementära partiklar började kombinera med varandra och bilda ämnet vi känner på några minuters minuter. Så ylem Det förvandlades successivt till ett och ett annat ämne. Idéen av ylem Det är den som exakt gav upphov till det i det pulserande universum.

Enligt teorin om det pulserande universum, innan vi nådde denna expansiva fas där vi är nu, är det möjligt att det fanns ett annat universum som liknar det nuvarande, som kontrakterade tills det bildade ylem.

Eller kanske är vår den första av de cykliska universum som kommer att äga rum i framtiden.

Big Bang, Big Crunch och Entropy

Big Bang presenterade i två dimensioner: Space and Time

Enligt Tolman börjar varje sekvens av oscillation av universum med en stor bang, där ylem Det ger upphov till allt ämne vi känner och slutar med den stora crunch, den kollaps där universum kollapsar.

Kan tjäna dig: fältforskning: egenskaper, design, tekniker, exempel

Under tiden mellan det ena och det andra expanderar universum tills tyngdkraften sätter ett stopp.

Men som Tolman själv insåg är problemet i den andra lagen om termodynamik, som bekräftar att entropi - lidande av störning - av ett system aldrig minskar.

Bild av hela himlen i universum skapat från nio års WMAP -data

Därför bör varje cykel vara längre än den föregående, om kanske universum kunde hålla minnet på sin tidigare entropi. Genom att öka varaktigheten för varje cykel skulle en punkt där universum tenderar att expandera på obestämd tid.

En annan konsekvens är att enligt denna modell är universum begränsad och i någon avlägsen punkt måste det ha ett ursprung.

För att korrigera problemet sa Tolman att genom att inkludera relativistisk termodynamik skulle sådana begränsningar försvinna, vilket möjliggör en obestämd serie sammandragningar och utvidgningar av universum.

Universums utveckling

Densitetsparametern bestämmer tre möjliga geometrier i universum

Den ryska kosmologen Alexander Friedmann, som också var en stor matematiker, upptäckte tre lösningar på Einsteins ekvationer. Dessa är 10 ekvationer som ingår i relativitetsteorin och beskriver hur rymdtiden är krökt på grund av närvaron av materia och allvar.

Friedmanns tre lösningar leder till tre modeller av universum: en stängd, en annan öppen och ett tredje plan. Möjligheterna som erbjuds av dessa tre lösningar är:

• Ett expanderande universum kan sluta expandera och sammandras igen.
• Det expanderande universum kan nå ett balansstillstånd.
• Expansionen kan fortsätta till oändligheten.

Den stora ripen

Big Rip Artistic Recreation

Universums expansionshastighet och mängden materia som finns i den är nycklarna för att känna igen rätt lösning av de tre nämnda.

Kan tjäna dig: bakgrunden till problemet: koncept och exempel

Friedmann uppskattade att den kritiska densiteten som hänvisades till i början är cirka 6 väteatomer för varje kubikmeter. Kom ihåg att väte och helium är huvudprodukterna från ylem Efter Big Bang och de vanligaste elementen i universum.

Fram till nu är forskare överens om att tätheten för det nuvarande universum är mycket låg, så att den inte är genomförbar med den för att generera en tyngdkraft som bromsar utvidgningen.

Då skulle vårt universum vara ett öppet universum, som kan sluta i den stora tåren eller den stora ripen, där materien är uppdelad i subatomära partiklar som aldrig går med igen. Detta skulle vara slutet på universum vi känner.

Mörk materia är nyckeln

Närvaro av mörk materia, när bilden närmar sig de krökningar som produceras av gravitationslinser kan observeras. Källa: NASA/ESA

Men du måste ta hänsyn till förekomsten av mörk materia. Mörk materia kan inte ses eller upptäckas direkt, åtminstone för nu. Men dess gravitationseffekter ja, eftersom dess närvaro skulle förklara gravitationsförändringarna i många stjärnor och system.

Som man tror att mörk materia upptar upp till 90 % av universum kan vårt universum vara stängt. I så fall skulle tyngdkraften kunna kompensera för expansion och ta den till Big Crunch, som beskrivits tidigare.

I alla fall är det en fascinerande idé, som fortfarande har mycket fält öppet för spekulation. I framtiden är det möjligt att den sanna naturen av mörk materia, om den existerar, utsätts.

Det finns redan experiment för detta i laboratorierna på den internationella rymdstationen. Under tiden på landförsök utförs också för att få mörk materia från normalt material. Resultaten som resultatet kommer att vara nyckeln till att förstå universums verkliga natur.