Theorie van het oscillerende universum

Uitzicht op het diepe universum van Hubble. Het universum breidt zich momenteel uit, maar volgens de theorie van het oscillerende universum komt er een tijd dat contracteert. Bron: Wikimedia Commons.

De Theorie van het oscillerende universum o Cyclisch universum stelt voor dat het universum voor onbepaalde tijd uitbreidt en contracteert. Richard Tolman (1881-1948), een wiskundige van het Technological Institute of California, stelde rond 1930 een theorie van het pulserende universum voor met een wiskundige basis.

Maar het idee was niet nieuw voor de tijd van Tolman, omdat voormalige Vedische geschriften al iets hadden voorgesteld dat vergelijkbaar was met 1500.C, waarin staat dat het hele universum was opgenomen in een kosmisch ei genaamd Brahmanda.

Dankzij Edwin Hubble (1889-1953) is bewezen dat het universum momenteel uitbreidt, dat volgens de meeste astronomen momenteel versnelt.

Voorstel van de theorie van het oscillerende universum

Wat Tolman voorstelt, is dat de uitbreiding van het universum plaatsvindt dankzij de aanvankelijke impuls van de oerknal en zal stoppen zodra ze de impuls stoppen door de actie van de zwaartekracht.

Inderdaad, de Russische kosmoloog Alexander Friedmann (1888-1925) had in 1922 al wiskundig het idee van een kritische dichtheid van het universum geïntroduceerd, waaronder het uitbreidt zonder zwaartekracht te voorkomen, terwijl hierboven, diezelfde zwaartekracht voorkomt expansie en veroorzaakt zijn samentrekking totdat het ineenstortt.

Welnu, in zijn Tolman -theorie voorspelt hij dat de dichtheid van het universum een ​​punt zal bereiken waar de uitbreiding stopt dankzij de zwaartekrachtrem, en de contractiefase zal beginnen, genoemd, genoemd Grote crunch.

Big Crunch -weergave

Tijdens deze fase zullen de sterrenstelsels dichterbij komen en meer om een ​​enorme ongelooflijk dichte massa te vormen, die voorspelde instorting zal veroorzaken.

Kan u van dienst zijn: de 7 kenmerken van de belangrijkste vloeistoffen

De theorie postuleert ook dat het universum geen specifiek begin en einde heeft, omdat het afwisselend wordt gebouwd en vernietigd in cycli van miljoenen jaren.

De oorspronkelijke materie

De meeste kosmologen accepteren de Big Bang -theorie als de oorsprong van het universum, dat werd gevormd door de grote originele explosie, in een specifieke vorm van materie en energie van onvoorstelbare dichtheid en enorme temperatuur. 

De grote crunch, de verticale as vertegenwoordigt de uitbreiding of samentrekking, afhankelijk van de tijd

Uit dit geweldige initiële atoom kwam de elementaire deeltjes tevoorschijn die we kennen: protonen, elektronen en neutronen, in de vorm genoemd ylem, Een Grieks woord dat de wijze Aristoteles had gebruikt om te verwijzen naar de primaire stof, de bron van alle materie. 

Hij ylem Hij koelde geleidelijk aan naarmate hij zich uitbreidde en werd tegelijker minder dicht. Dit proces liet een stralingscijfer achter in het universum, dat momenteel is gedetecteerd: de achtergrond van de magnetronstraling.

Elementaire deeltjes begonnen met elkaar te combineren en het onderwerp te vormen dat we in minuten van minuten kennen. Dus de ylem Het werd achtereenvolgens omgezet in een andere substantie. Het idee van ylem Het is degene die precies aanleiding gaf tot die van het pulserende universum.

Volgens de theorie van het pulserende universum, voordat deze deze uitgebreide fase bereikte waarin we nu zijn, is het mogelijk dat er een ander universum was vergelijkbaar met de huidige, die een contract had totdat het de vormde ylem.

Of misschien is de onze de eerste van de cyclische universums die in de toekomst zullen plaatsvinden.

Big Bang, Big Crunch en Entropy

De oerknal gepresenteerd in twee dimensies: ruimte en tijd

Volgens Tolman begint elke reeks oscillatie van het universum met een oerknal, waarin de ylem Het geeft aanleiding tot al het onderwerp dat we kennen en eindigt met de grote crunch, de ineenstorting waarin het universum instort.

Kan u van dienst zijn: veldonderzoek: kenmerken, ontwerp, technieken, voorbeelden

In de periode tussen de ene en de ander breidt het universum uit totdat de zwaartekracht een stop maakt.

Zoals Tolman zich zelf realiseerde, is het probleem echter in de tweede wet van de thermodynamica, die bevestigt dat entropie - lijdend aan wanorde - van een systeem nooit afneemt.

Afbeelding van alle lucht van het universum gemaakt van negen jaar WMAP -gegevens

Daarom moet elke cyclus langer zijn dan de vorige, als het universum misschien in staat was om het geheugen van zijn vorige entropie te houden. Door de duur van elke cyclus te verhogen, zou een punt waar het universum de neiging zou zijn om voor onbepaalde tijd uit te breiden.

Een ander gevolg is dat volgens dit model het universum eindig is en in een afstand in het verleden in het verleden een oorsprong moest hebben.

Om het probleem te verhelpen, zei Tolman dat door relativistische thermodynamica op te nemen, dergelijke beperkingen zouden verdwijnen, waardoor een onbepaalde reeks samentrekkingen en uitbreidingen van het universum mogelijk zijn.

De evolutie van het universum

De dichtheidsparameter bepaalt drie mogelijke geometrieën van het universum

De Russische kosmoloog Alexander Friedmann, die ook een grote wiskundige was, ontdekte drie oplossingen voor de vergelijkingen van Einstein. Dit zijn 10 vergelijkingen die deel uitmaken van de relativiteitstheorie en beschrijven hoe ruimte-tijd is gebogen vanwege de aanwezigheid van materie en zwaartekracht.

De drie oplossingen van Friedmann leiden naar drie modellen van het universum: de ene gesloten, een ander open en een derde vliegtuig. De mogelijkheden die door deze drie oplossingen worden geboden, zijn:

• Een groeiend universum kan niet meer uitbreiden en contracten.
• Het groeiende universum kan een staat van evenwicht bereiken.
• De uitbreiding kan oneindig blijven.

De grote rip

Big Rip artistieke recreatie

De uitbreiding van het universum en de hoeveelheid materie die erin aanwezig is, zijn de sleutels om de juiste oplossing te herkennen van de drie genoemde.

Kan u van dienst zijn: Achtergrond van het probleem: concept en voorbeelden

Friedmann schatte dat de kritische dichtheid waarnaar in het begin werd verwezen, ongeveer 6 waterstofatomen is voor elke kubieke meter. Onthoud dat waterstof en helium de belangrijkste producten zijn van de ylem na de oerknal en de meest voorkomende elementen van het universum.

Tot nu toe zijn wetenschappers het erover eens dat de dichtheid van het huidige universum erg laag is, zodat het niet haalbaar is om een ​​zwaartekracht te genereren die de expansie vertraagt.

Dan zou ons universum een ​​open universum zijn, dat zou kunnen eindigen in de grote traan of grote scheur, waar materie wordt gescheiden in subatomaire deeltjes die nooit meer meedoen. Dit zou het einde zijn van het universum dat we kennen.

Donkere materie is de sleutel

Aanwezigheid van donkere materie, wanneer het beeld de krommingen nadert die door zwaartekrachtlenzen worden geproduceerd, kan worden waargenomen. Bron: NASA/ESA

Maar u moet rekening houden met het bestaan ​​van donkere materie. Donkere materie kan niet direct worden gezien of gedetecteerd, althans voorlopig. Maar de zwaartekrachteffecten ja, omdat de aanwezigheid ervan de zwaartekrachtveranderingen in veel sterren en systemen zou verklaren.

Aangezien er wordt aangenomen dat donkere materie tot 90 % van het universum beslaat, kan ons universum gesloten zijn. In dat geval zou de zwaartekracht in staat zijn om uitbreiding te compenseren, waardoor het naar Big Crunch wordt gebracht, zoals eerder beschreven.

Het is in elk geval een fascinerend idee, dat nog steeds veel veld heeft voor speculatie. In de toekomst is het mogelijk dat de ware aard van donkere materie, als het bestaat, wordt blootgesteld.

Er zijn al experimenten hiervoor in de laboratoria van het internationale ruimtestation. Ondertussen worden ook op landexperimenten uitgevoerd om donkere materie te verkrijgen door normale materie. De bevindingen die het resultaat zijn, zijn van cruciaal belang om de ware aard van het universum te begrijpen.