ŠTO JE OSCILIRAJUĆA SVEMIRSKA TEORIJA? - ZNANOST - 2026

Oscilirajući svemir ili ciklična svemir teorija predlaže da se svemir širi i steže na neodređeno vrijeme. Richard Tolman (1881-1948), matematičar na Kalifornijskom tehnološkom institutu, predložio je matematičku teoriju pulsirajućeg svemira oko 1930. godine.

Ali ideja nije bila nova za Tolmanovo vrijeme, budući da su drevni vedski spisi već predložili nešto slično oko 1500. godine prije Krista, navodeći da je cijeli svemir smješten u kozmičkom jajetu zvanom Brahmanda.

Slika 1. Pogled na duboki svemir iz Hubblea. Trenutno se svemir širi, ali prema oscilirajućoj teoriji svemira dolazi vrijeme kada se on sažima. Izvor: Wikimedia Commons.

Zahvaljujući Edwinu Hubbleu (1889-1953) dokazano je da se svemir trenutno širi, a koji se prema većini astronoma trenutno ubrzava.

Prijedlog oscilirajuće teorije univerzuma

Ono što Tolman predlaže jest da se širenje svemira događa zahvaljujući početnom impulsu Velikog praska i zaustavit će se jednom kada navedeni impuls prestane zbog djelovanja gravitacije.

Zaista, ruski kozmolog Alexander Friedmann (1888-1925) već je 1922. godine matematički uveo ideju kritične gustoće svemira, ispod koje se širi, a da je gravitacija ne može spriječiti, dok je iznad nje ista Gravitacija sprječava širenje i uzrokuje njezinu kontrakciju dok se ne uruši.

Pa, u svojoj teoriji Tolman predviđa da će gustoća svemira dostići tačku u kojoj će se širenje zaustaviti zahvaljujući gravitacijskoj kočnici, a počet će i faza kontrakcije, nazvana Big Crunch.

Tijekom ove faze, galaksije će se približavati i približavati formirajući ogromnu, nevjerojatno gustu masu, uzrokujući predviđeni kolaps.

Teorija također postulira da svemir nema specifičan početak i kraj, jer se gradi i uništava naizmjenično u ciklusima od milijuna godina.

Prvobitna materija

Većina kozmologa prihvaća teoriju Velikog praska kao podrijetlo svemira, koji je nastao velikom iskonskom eksplozijom, iz specifičnog oblika materije i energije nezamislive gustoće i ogromne temperature.

Iz ovog velikog inicijalnog atoma nastale su elementarne čestice koje znamo: protoni, elektroni i neutroni, u obliku zvanom ylem, grčka riječ koju je mudri Aristotel koristio za označavanje prvobitne tvari, izvora sve materije.

Jelem se postupno hladio kako se proširio, postajući svaki put manje gust. Ovaj je postupak ostavio trag zračenja u svemiru, koji je sada otkriven: pozadina mikrovalnog zračenja.

Elementarne čestice počele su se kombinirati jedna s drugom i tvore materiju koju znamo u nekoliko minuta. Tako se ylem sukcesivno pretvarao u jednu i drugu tvar. Ideja ylema upravo je to što je potaklo onu pulsirajućeg svemira.

Prema teoriji pulsirajućeg svemira, prije nego što smo dostigli ovu ekspanzivnu fazu u kojoj se sada nalazimo, moguće je da je postojao drugi svemir sličan sadašnjem, koji se ugovarao i tvorio jelem.

Ili je možda naš prvi od cikličkih svemira koji će se dogoditi u budućnosti.

Veliki prasak, velika kriza i entropija

Prema Tolmanu, svaki slijed oscilacija u svemiru započinje Velikim praskom, u kojem ylem potiče svu materiju o kojoj znamo i završava Velikom krizom, kolapsom u kojem se uništava svemir.

U vremenskom razdoblju između jednog i drugog, svemir se širi sve dok ga gravitacija ne zaustavi.

Međutim, kao što je i sam Tolman shvatio, problem leži u drugom zakonu termodinamike koji kaže da se entropija - stupanj poremećaja - sustava nikada ne smanjuje.

Stoga bi svaki ciklus trebao biti duži od prethodnog, ako bi svemir uspio zadržati uspomenu na svoju prethodnu entropiju. Povećavanjem dužine svakog ciklusa došlo bi do točke kada bi se svemir neograničeno širio.

Druga posljedica je da je prema ovom modelu svemir konačan i u nekom dalekom trenutku prošlosti mora imati svoje podrijetlo.

Da bi riješio problem, Tolman je tvrdio da će uključivanjem relativističke termodinamike takva ograničenja nestati, što omogućuje neograničen niz kontrakcija i širenja svemira.

Evolucija svemira

Slika 2. Parametar gustoće određuje tri moguće geometrije svemira. Izvor: NASA putem Wikimedia Commonsa.

Ruski kozmolog Alexander Friedmann, koji je također bio sjajan matematičar, otkrio je tri rješenja Einsteinovih jednadžbi. Ovo je 10 jednadžbi koje su dio teorije relativnosti i koje opisuju kako krivulje prostornog vremena nastaju zbog prisutnosti materije i gravitacije.

Friedmannova tri rješenja vode do tri modela svemira: jednog zatvorenog, jednog otvorenog i trećeg ravnog. Mogućnosti koje nude ova tri rješenja su:

-Širenje svemira može se prestati ponovo širiti i ugovoriti.

-Svemir koji se širi može doseći stanje ravnoteže.

-Širenje se može nastaviti do beskonačnosti.

Veliki raskop

Brzina širenja svemira i količina tvari prisutne u njemu su ključevi za prepoznavanje ispravnog rješenja među spomenute tri.

Friedmann je procijenio da je kritična gustoća spomenuta na početku plus ili minus 6 atoma vodika po kubičnom metru. Sjetite se da su vodik i helij glavni proizvodi ylema nakon Velikog praska i najobilniji elementi u svemiru.

Do sada se znanstvenici slažu da je gustoća sadašnjeg svemira vrlo mala, na takav način da s njim nije izvedivo stvarati silu gravitacije koja usporava širenje.

Tada bi naš svemir bio otvoreni svemir, koji bi mogao završiti u Velikoj Suzi ili Velikom provaliju, gdje se materija odvaja na subatomske čestice koje se više nikada ne vraćaju zajedno. Ovo bi bio kraj svemira kakav poznajemo.

Tamna materija je ključna

Ali morate uzeti u obzir postojanje tamne materije. Tamna se materija barem ne zasad ne može izravno vidjeti ili otkriti. Ali njegovi gravitacijski efekti djeluju, budući da bi njegova prisutnost objasnila gravitacijske promjene mnogih zvijezda i sustava.

Budući da se vjeruje da tamna tvar zauzima do 90% svemira, moguće je da je naš svemir zatvoren. U tom bi slučaju gravitacija mogla nadoknaditi ekspanziju, dovodeći je do Big Cruncha, kako je prethodno opisano.

U svakom slučaju, to je fascinantna ideja koja još uvijek ima puno prostora za nagađanja. U budućnosti je moguće da će se otkriti prava priroda tamne materije, ako ona postoji.

Za to već postoje eksperimenti u laboratorijima Međunarodne svemirske stanice. U međuvremenu, na terenu se izvode i eksperimenti za dobivanje tamne materije iz normalne materije. Nalazi koji će rezultirati bit će ključni za razumijevanje prave prirode svemira.

Reference

1. Kragh, H. Ciklički modeli relativističkog svemira. Oporavilo sa: arxiv.org.
2. Pérez, I. Podrijetlo i kraj svemira. Oporavilo od: revistaesfinge.com.
3. SC633. Podrijetlo svemira. Oporavilo sa: sc663b2wood.weebly.com.
4. Villanueva, J. Oscilirajuća teorija univerzuma. Oporavak: universetoday.com.
5. Wikipedia. Ciklički model. Oporavilo sa: en.wikipedia.org.
6. Wikipedia. Oblik svemira. Oporavilo sa: en.wikipedia.org.