TEORIJA VELIKIH MRVICA: POVIJEST, NAČELA, ČINJENICE ZA I PROTIV - ARTE - 2025

Big Crunch, Big Crunch, ili Big implozije teorija predlaže da se svemir će na kraju ugovor za re-formirati veliku singularnost u prostor-vremenu. Stoga je svojevrsni preokret Velikog praska.

Ako je svemir imao svoje početke u nasilnom širenju singularnosti u kojoj je koncentrirano sve prostor-vrijeme, onda je njegov kraj upravo obrnut proces. Ideja nije nova, jer su se znanstvenici dugo pitali hoće li gravitacija, veliki arhitekt materije, jednoga dana također moći prouzrokovati njen potpuni kolaps.

Slika 1. Ova animacija prikazuje nešto što bi se događalo tijekom Big Cruncha: galaksije koje se približavaju jedna drugoj dok ne formiraju singularnost u malom prostoru. Izvor: Wikimedia Commons.

Big Crunch govori o tome kakav bi bio kraj svemira ako prevlada sila gravitacije. Nije teorija o njegovom nastanku, premda postoji i druga, ona o oscilirajućem svemiru, koja kombinira Veliki Krč s Velikim praskom kako bi se stvorila slika beskonačnih svemira u stalnim ciklusima širenja i sažimanja.

Iako se svemir trenutno širi i postoji mnogo dokaza koji to potvrđuju, Big Crunch sugerira da će gravitacija u nekom trenutku biti dovoljno snažna da zaustavi to širenje.

I ne samo to zaustaviti, već i preokrenuti do točke koja uzrokuje neprekidnu kontrakciju, približujući zvijezde i galaksije sve bliže. No, ne bi sve bilo, ugovarajući, svemir bi se postupno zagrijavao u nezamislivim razmjerima, uzrokujući da planeti postanu neprimjereni za život.

Kompresija će se nastaviti sve do prostora-vremena i sve u njemu svodi se na posebnost iz koje bi se na kraju mogao roditi novi svemir. A možda i ne, jer u ovom trenutku nema načina znati.

Povijest i načela teorije Big Cruncha

Iako su za sada dokazi da se svemir širi neupitni, gravitacijska sila nikad ne prestaje biti prisutna, moćići u bilo kojem trenutku postati dominantna sila i uzrokovati da se planete, zvijezde i galaksije zbliže.

Znanstvenici predlažu da se trenutna ekspanzija događa zbog tamne energije, polja koje ispunjava sav prostor, ali čija je prava priroda nepoznata, iako se smatra da ga generira sam prostor, a povećava se kako raste.

I što se svemir širi, to se više prostora stvara, a s njim više tamne energije s negativnim pritiskom, stvarajući scenarij neodređenog i sve bržeg širenja.

Međutim, ako osoba krene iz zatvorenog svemira, širenje ne može trajati zauvijek i tamna energija mora nužno oslabiti, iako nije poznato kada bi se to počelo događati. Neki vjeruju da je to već započelo, iako se čini da svemir povećava svoju brzinu širenja.

Zbog ovog slabljenja gravitacija će imati glavnu ulogu, uzrokujući ponovno gustoću svemira. Smatra se da je gustoća od najmanje 3 atoma / kubni metar potrebna za to.

Na taj će se način galaksije približavati i približavati, stižući u vrijeme kada će sve formirati kolosalnu galaksiju koja će se koncentrirati kako bi stvorila jedinstvenu crnu rupu, posebnost nevjerojatno malih dimenzija.

Slika 2. Moguće povlačenje galaksija razlog je za kozmološke nagađanja. Izvor: Wikimedia Commons.

To je svojevrsni veliki prasak obrnuto, iako bi karakteristike ovog izuzetno vrućeg novog svemira bile posve različite, jer gustoća više ne bi bila ujednačena.

Moguće geometrije za svemir

Prema kozmološkom kriteriju, ako je gustoća svemira homogena, njegova zakrivljenost se određuje prosječnom gustoćom, pri čemu je ta zakrivljenost konstantna. Pokazatelj je parametar zakrivljenosti Ωo:

Ωo = prosječna gustoća svemira / gustoća kritične energije

Tamo gdje je kritična gustoća energije gustoća ravnog svemira, bez zakrivljenosti. Postoje tri mogućnosti za ovaj parametar: Ωo = 1, veći od 1 ili manji od 1. Kad je Ωo> 1 imamo sferični ili zatvoreni svemir, u kojem je Big Crunch vrlo realna mogućnost.

Trenutna mjerenja ukazuju na svemir geometrije ravnina, stoga hipoteza o Big Cruncu trenutno nema podršku većine u znanstvenoj zajednici, osim nekih kozmologa, kao što ćemo vidjeti uskoro.

Slika 3. Slika tri moguće geometrije svemira. Big Crunch je moguć u sferičnom svemiru koji je konačan i zatvoren. Izvor: Wikimedia Commons.

Činjenice u prilog

Hipoteza o Big Crunchu dolazi od mnogih znanstvenika za koje ideja svemira koji se stalno širi nije prihvatljiva. Ako priznaju da je Velika kriza stvarna mogućnost, svemir bi imao početak i kraj, što za mnoge može biti uvjerljivo.

S druge strane, za druge znanstvenike Big Crunch je prihvaćen kada je dio beskonačnog ciklusa širenja i kontrakcija predloženih u teoriji oscilirajućeg svemira, jer bi se na taj način izbjeglo razmišljanje upravo o početku svemira kao takvog, i o tome kako uznemirujuće nagađati o onome što je tamo bilo prije.

Iz tih razloga, mnogi istraživači nastavljaju raditi na stvaranju novih modela svemira. Postoje oni koji su predložili izmjene u vrijednosti kozmološke konstante, konstante koju je predložio Albert Einstein, kako bi rješenja njegovih jednadžbi polja dovela do stabilnog svemira.

Prema najnovijim astronomskim podacima, kozmološka konstanta, označena velikim grčkim slovom lambda, ima vrijednost: Λ = 10 ^-46 km ^-2.

Neki kozmolozi tvrde da još niža vrijednost ove konstante, koja je već sićušna, zasigurno vodi u konačan svemir, u kojem je kontrakcija prostora izvediva. Na taj bi način Velika kriča bila održiv kraj svemira.

Oscilirajuća teorija svemira

Poznata i kao pulsirajuća teorija svemira ili Big Bounce, ona ima mnogo zajedničkih točaka s Big Crunchem.

Predložio ga je matematičar Richard Tolman (1881-1948), koji je postulirao da se svemir širi zbog impulsa koji dolazi iz Velikog praska, ali da se tada širenje zaustavlja kada gravitacija postane dominantna sila.

To se događalo periodično, stoga svemir nema, niti je ikada imao početka ili kraja.

Alternativna teorija za kraj svemira

Osim Big Cruncha i oscilirajuće teorije svemira, dobar dio kozmologa potvrđuje da će se svemir radije završiti Velikim otklonom: vjerojatno širenje završava uništavanjem materije, dijeleći je sve više i više.

I drugi dio znanstvenika smatra da širenje podrazumijeva neprestano hlađenje. Kao što je poznato, kretanja sastavnih čestica materije prestaju kad dosegnu apsolutnu nulu, nezamislivo hladnu temperaturu koja još nije postignuta.

Ako je svemir otvoren, širenje se može nastaviti u nedogled, jer se njegova temperatura bliži i približava apsolutnoj nuli. Ovo hlađenje, poznato kao Big Freeze, uzrokovat će eventualnu toplotnu smrt svemira u dalekoj budućnosti.

Podaci protiv

Dvije važne činjenice znače da mnogi znanstvenici ne vjeruju u Veliki krč kao alternativu evoluciji svemira.

Prvi je da se svemir trenutno širi, što je eksperimentalno potvrđeno promatranjem udaljenih zvijezda supernove i mjerenjima kozmičkog pozadinskog zračenja, ostataka Velikog praska.

Naravno, postoji mogućnost da to u budućnosti prestane raditi jer ima dovoljno vremena za to i najvažnije: postoji mnogo stvari koje još uvijek ne znamo o svemiru.

Drugo je da mjerenja zakrivljenosti svemira sugeriraju da je geometrija svemira ravna. U takvoj geometriji, Big Crunch nije moguć. To su otkrili rezultati Planckove misije koji pokazuju da je gustoća svemira 5% veća od one koja je potrebna da se on zatvori.

Planck misija je projekt Europske svemirske agencije koji se sastoji od umjetnog satelita opremljenog za prikupljanje podataka o prirodi svemira. Pokrenuta je 2009. godine iz Francuske Gvajane, a opremljena je sondama, detektorima i teleskopima.

Slika 4. Model satelita Planck, nazvan u čast njemačkog fizičara Maxa Plancka (1858-1947), pionira kvantne mehanike. Izvor: Wikimedia Commons. Fotografija Mikea Peela (www.mikepeel.net).

Znanstvenici koji podržavaju Big Crunch

Među onima koji brane mogućnost skorašnjeg kolapsa svemira tipa Big Crunch su Nemanja Kaloper i Antonio Padilla. Ovi istraživači rade s modelom u kojem su izmijenili vrijednost kozmološke konstante, dobivajući stabilan i zatvoren svemir.

Njihovi rezultati objavljeni su u Physical Review Letters, no trenutno nema opažanja koja bi podržala ovaj novi model.

Reference

1. Harris, W. Kako funkcionira teorija velikog drobljenja. Oporavilo od: science.howstuffworks.com.
2. Mann, A. Kako će se svemir završiti? Oporavilo od: lifecience.com.
3. Moskowitz, C. Beskrajna praznina ili velika mrvica: Kako će završiti svemir? Oporavilo sa: space.com.
4. NeoFronteras. Hoće li doći do velike mrvice? Oporavilo od: neofronteras.com.
5. Steinhardt, P. Kozmička evolucija u cikličkom svemiru. Oporavilo sa: arxiv.org.
6. UCDavis. Novo istraživanje prof. Nemanje Kalopera o kraju svemira stvara snažno medijsko izvještavanje. Oporavak od: physics.ucdavis.edu.
7. Wikipedia. Velika mrvica. Oporavilo sa: es.wikipedia.org.
8. Wikipedia. Tamna energija. Oporavilo sa: es.wikipedia.org.