Teori alam semesta yang berosilasi

Tampilan alam semesta mendalam Hubble. Alam semesta saat ini berkembang, tetapi menurut teori alam semesta yang berosilasi, ada saatnya kontrak. Sumber: Wikimedia Commons.

Itu Teori alam semesta yang berosilasi o alam semesta siklik mengusulkan agar alam semesta berkembang dan berkontraksi tanpa batas waktu. Richard Tolman (1881-1948), seorang ahli matematika dari Institut Teknologi California, mengusulkan teori alam semesta yang berdenyut dengan fondasi matematika sekitar tahun 1930.

Tapi idenya bukanlah hal baru untuk zaman Tolman, karena mantan tulisan suci Veda telah mengusulkan sesuatu yang mirip dengan 1500 dengan.C, menyatakan bahwa seluruh alam semesta terkandung dalam telur kosmik yang disebut Brahmanda.

Terima kasih kepada Edwin Hubble (1889-1953) terbukti bahwa alam semesta sedang berkembang, yang menurut sebagian besar astronom, saat ini semakin cepat.

Proposal teori alam semesta yang berosilasi

Apa yang diusulkan Tolman adalah bahwa perluasan alam semesta terjadi berkat dorongan awal Big Bang dan akan berhenti begitu mengatakan penghentian impulsif dengan tindakan gravitasi.

Indeed, Russian cosmologist Alexander Friedmann (1888-1925) had already mathematically introduced in 1922 the idea of ​​​​a critical density of the universe, below which it expands without gravity being able to prevent it, while above, that same gravitation prevents expansion and menyebabkan kontraksinya sampai mencapai keruntuhan.

Nah, dalam teorinya Tolman ia memperkirakan bahwa kepadatan alam semesta akan mencapai titik di mana ekspansi berhenti berkat rem gravitasi, dan fase kontraksi akan dimulai, disebut Kerenyahan besar.

Representasi Crunch Besar

Selama fase ini, galaksi akan semakin dekat dan lebih untuk membentuk massa yang sangat padat, yang akan menyebabkan keruntuhan yang diprediksi.

Dapat melayani Anda: 7 karakteristik cairan terpenting

Teori ini juga mendalilkan bahwa alam semesta tidak memiliki awal dan akhir yang spesifik, karena dibangun dan dihancurkan secara bergantian dalam siklus jutaan tahun.

Materi primordial

Sebagian besar ahli kosmologi menerima teori Big Bang sebagai asal usul alam semesta, yang dibentuk melalui ledakan asli yang hebat, dalam bentuk materi dan energi tertentu dari kepadatan yang tak terbayangkan dan suhu yang sangat besar. 

Krisis besar, sumbu vertikal mewakili ekspansi atau kontraksi tergantung pada waktu

Dari atom awal yang hebat ini muncul partikel -partikel elementer yang kita tahu: proton, elektron dan neutron, dalam bentuk yang disebut ylem, Kata Yunani yang digunakan Aristoteles bijak untuk merujuk pada zat primer, sumber dari semua materi. 

Dia ylem Dia mendingin secara bertahap saat dia berkembang, menjadi kurang padat sekaligus. Proses ini meninggalkan tanda radiasi di alam semesta, yang saat ini telah terdeteksi: latar belakang radiasi gelombang mikro.

Partikel -partikel elementer mulai bergabung satu sama lain dan membentuk subjek yang kita kenal dalam beberapa menit. Sehingga ylem Itu secara berturut -turut diubah menjadi satu dan zat lain. Gagasan tentang ylem Itu adalah orang yang secara tepat memunculkan alam semesta yang berdenyut.

Menurut teori alam semesta yang berdenyut, sebelum mencapai fase luas ini di mana kita sekarang, ada kemungkinan bahwa ada alam semesta lain yang mirip dengan yang saat ini, yang dikontrak sampai membentuk ylem.

Atau mungkin kita adalah yang pertama dari alam semesta siklik yang akan terjadi di masa depan.

Big Bang, Big Crunch dan Entropy

The Big Bang Disajikan Dalam Dua Dimensi: Ruang dan Waktu

Menurut Tolman, setiap urutan osilasi alam semesta dimulai dengan ledakan besar, di mana ylem Itu memunculkan semua subjek yang kita kenal dan berakhir dengan kerusakan besar, keruntuhan di mana alam semesta runtuh.

Dapat melayani Anda: Penelitian Lapangan: Karakteristik, Desain, Teknik, Contoh

Dalam periode waktu antara satu dan yang lain, alam semesta mengembang sampai gravitasi berhenti.

Namun, seperti yang disadari Tolman sendiri, masalahnya ada dalam hukum kedua termodinamika, yang menegaskan bahwa entropi - menderita gangguan - sistem tidak pernah berkurang.

Gambar semua langit alam semesta yang dibuat dari sembilan tahun data WMAP

Oleh karena itu setiap siklus harus lebih lama dari yang sebelumnya, jika mungkin alam semesta dapat menjaga ingatan dari entropi sebelumnya. Dengan meningkatkan durasi setiap siklus, titik di mana alam semesta cenderung berkembang tanpa batas akan tiba.

Konsekuensi lain adalah bahwa menurut model ini, alam semesta terbatas dan di beberapa titik jauh di masa lalu harus memiliki asal.

Untuk memperbaiki masalah, Tolman mengatakan bahwa dengan memasukkan termodinamika relativistik, pembatasan seperti itu akan hilang, memungkinkan serangkaian kontraksi yang tidak terbatas dan perluasan alam semesta.

Evolusi alam semesta

Parameter kepadatan menentukan tiga geometri yang mungkin dari alam semesta

Kosmolog Rusia Alexander Friedmann, yang juga seorang ahli matematika yang hebat, menemukan tiga solusi untuk persamaan Einstein. Ini adalah 10 persamaan yang merupakan bagian dari teori relativitas dan menggambarkan bagaimana ruang-waktu melengkung karena adanya materi dan gravitasi.

Tiga solusi Friedmann mengarah ke tiga model alam semesta: satu tertutup, pesawat terbuka lain, dan ketiga. Kemungkinan yang ditawarkan oleh ketiga solusi ini adalah:

• Semesta yang berkembang dapat berhenti memperluas dan berkontraksi lagi.
• Semesta yang berkembang dapat mencapai keadaan keseimbangan.
• Ekspansi bisa terus tak terbatas.

RIP BESAR

Rekreasi Artistik Rip Besar

Tingkat ekspansi alam semesta dan jumlah materi yang ada di dalamnya adalah kunci untuk mengenali solusi yang benar dari tiga yang disebutkan.

Dapat melayani Anda: latar belakang masalah: konsep dan contoh

Friedmann memperkirakan bahwa kepadatan kritis yang disebut pada awalnya adalah sekitar 6 atom hidrogen untuk setiap meter kubik. Ingatlah bahwa hidrogen dan helium adalah produk utama dari ylem Setelah Big Bang dan unsur -unsur paling banyak di alam semesta.

Sampai sekarang, para ilmuwan sepakat bahwa kepadatan alam semesta saat ini sangat rendah, sehingga tidak layak untuk menghasilkan gaya gravitasi yang memperlambat ekspansi.

Maka alam semesta kita akan menjadi alam semesta yang terbuka, yang bisa berakhir dengan air mata besar atau rip besar, di mana materi dipisahkan menjadi partikel subatomik yang tidak pernah bergabung lagi. Ini akan menjadi akhir dari alam semesta yang kita kenal.

Materi gelap adalah kuncinya

Kehadiran materi gelap, ketika gambar mendekati lengkungan yang dihasilkan oleh lensa gravitasi dapat diamati. Sumber: NASA/ESA

Tetapi Anda harus memperhitungkan keberadaan materi gelap. Materi gelap tidak dapat dilihat atau dideteksi secara langsung, setidaknya untuk saat ini. Tetapi efek gravitasi ya, karena kehadirannya akan menjelaskan perubahan gravitasi di banyak bintang dan sistem.

Karena diyakini bahwa materi gelap menempati hingga 90 % dari alam semesta, alam semesta kita dapat ditutup. Dalam hal ini, gravitasi akan dapat mengkompensasi ekspansi, membawanya ke krisis besar, seperti yang dijelaskan sebelumnya.

Bagaimanapun, ini adalah ide yang menarik, yang masih memiliki banyak bidang yang terbuka untuk spekulasi. Di masa depan adalah mungkin bahwa sifat sebenarnya dari materi gelap, jika ada, diekspos.

Sudah ada percobaan untuk ini di laboratorium Stasiun Luar Angkasa Internasional. Sementara itu, eksperimen darat juga dilakukan untuk mendapatkan materi gelap dari materi normal. Temuan yang dihasilkan akan menjadi kunci untuk memahami sifat sejati alam semesta.