Big Rip

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Big Rip , sau Marea Lacrimă , este o ipoteză cosmologică despre soarta finală a universului .

Ipoteza este încadrată în starea dezvoltată în urma observațiilor astronomice ale evenimentelor supernovelor de tip Ia din galaxiile îndepărtate [1] [2] care în 1998 au dezvăluit cum se accelerează expansiunea Universului, un rezultat inițial surprinzător pentru mulți cosmologi.

Ipoteza

Cheia teoriei constă în cantitatea de energie întunecată din Univers. Dacă energia întunecată ar fi peste o anumită valoare, toată materia ar fi în cele din urmă literalmente sfâșiată.

Valoarea de luat în considerare este w, adică raportul dintre presiunea energiei întunecate și densitatea acesteia. Dacă w < −1 Universul va fi în cele din urmă spulberat. Numărătoarea inversă ar fi catastrofală: mai întâi galaxiile ar fi separate unele de altele, apoi gravitația ar fi prea slabă pentru a le ține laolaltă și stelele s-ar separa. Cu aproximativ trei luni înainte de sfârșit, planetele s-ar separa de stele. În ultimele câteva minute, stelele și planetele s-ar dezintegra, iar atomii ar fi distrusi cu o fracțiune de secundă înainte de sfârșit. Mai târziu, Universul ar fi redus la o serie de particule elementare izolate unele de altele, în care orice activitate ar fi imposibilă. Deoarece fiecare particulă ar fi incapabilă să le vadă pe celelalte, într-un sens, Universul observabil s-ar micșora de fapt la zero .

Autorii acestei ipoteze, un grup condus de Robert Caldwell de la Dartmouth College , au calculat că timpul de acum până la sfârșitul universului este dat de:

unde este este valoarea forței respingătoare a energiei întunecate, H 0 este constanta Hubble și Ω m valoarea curentă a densității totale a materiei din univers.

Prin setarea, de exemplu, ω = −1,5 , H 0 = 70 km / s / M buc și Ω m = 0,3 rezultă că momentul final ar fi aproximativ 3,5 × 10 la 10 ani de la Big Bang , care echivalează cu aprox 2,1 × 10 10 (21 miliarde) ani de acum încolo. [3] Deși pare mult timp, este încă mult mai puțin decât presupune orice altă teorie cosmologică, totuși trebuie remarcat faptul că nu este posibil să se stabilească cu precizie valoarea lui ω și că ar putea fi foarte aproape de -1 , amânând semnificativ evenimentul.

Unele studii [4] au arătat că astfel de modele sunt compatibile cu observațiile și, într-adevăr, în unele cazuri chiar mai mult în acord cu datele decât altele care prezic o oprire a accelerației cosmice; această afirmație este contestată. Potrivit unora, vâscozitatea universului joacă un rol în acest sens. [5]

Implicații pentru soarta finală a universului

În cele din urmă, materia și energia se vor dizolva, găurile negre vor absorbi restul, apoi se vor evapora prin radiația Hawking ( paradoxul informațiilor despre gaura neagră rămâne de rezolvat); starea finală va fi un gaz de fotoni, leptoni și eventual protoni, fără gravitație.

Destinul universului în cazul Big Rip

Se discută despre posibilitatea existenței după Big Rip sau Big Freeze . Există mai multe ipoteze:

  • Orice reziduu de materie va dispărea.
  • Cu toate acestea, vor exista universuri paralele (a se vedea multiversul , în principalele formulări, lumea brane și teoria bulelor / inflației eterne ).
  • Unii oameni de știință, care acceptă modelul, susțin că timpul se va opri și dimensiunile și distanțele se vor anula. [6]
  • Un nou Big Bang va fi generat în universul nostru, datorită entropiei foarte scăzute după distrugerea aproape a materiei și a energiei.

Ultima ipoteză este cea mai sugestivă și include două posibilități, care se încadrează în diferitele teorii ale universului oscilant sau ale modelului ciclic. Prima ipoteză este cea a susținătorilor teoriei Big Rip.

Ciclic Cosmologic al Penrosei

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: cosmologie ciclică Conformal .

Roger Penrose , în cartea De la Big Bang la eternitate , afirmă că infinit de mic va fi egal cu infinit de mare, iar universul aparent rece și mort al Big Rip sau Big Freeze ar putea astfel să nască, ca urmare a anularea legilor fizice anterioare, către un nou Big Bang (entropia scăzută ar fi aceeași cu nașterea primului univers), chiar dacă diferită de cea a teoriei Big Bounce . Universul actual ar fi unul dintre „eoni” infiniti (fiecare durând 10 100 [ ani? ] ) care alcătuiesc universul etern. Penrose susține că dovezile ar fi conținute în radiația de fundal . [7] [8]

Modelul Baum-Frampton

Lauris Baum și Paul H. Frampton au propus un model suplimentar al universului ciclic, strâns legat de Big Rip, care însă nu ar fi niciodată complet; modelul Baum-Frampton sugerează că o clipă foarte mică înainte de încheierea Big Rip - implicând distrugerea totală a țesăturii cosmice a spațiului-timp - de ordinul 10 −27 secunde, spațiul s-ar împărți într-un număr mare de volume independente. Aceste volume de spațiu sunt legate de „universuri observabile”, care sunt contractate la o dimensiune extrem de mică, de ordinul lungimii Planck . Fiecare dintre aceste volume de spațiu nu ar conține materie sau energie din cauza prezenței Big Rip, prin urmare - la fel ca în modelul Penrose - entropia din fiecare volum unic ar fi redusă la practic zero, rămânând substanțial neschimbată în timpul acestei contracții. Ulterior, modelul ar urma scenariul „Big Bang”, entropia crescând din nou din cauza inflației cosmice în crearea universului. Acest lucru s-ar întâmpla în fiecare „volum” de spațiu derivat din universul original, rezultând un număr extraordinar de mare, dar finit de universuri noi. [9]

Notă

  1. ^ (EN) Gerson Goldhaber și Saul Perlmutter , Un studiu al 42 de supernove de tip Ia și o măsurare rezultată a Omega (M) și Omega (Lambda), în Physics Reports -Review section of Physics Letters, n. 307, decembrie 1998, pp. 325-331. .
  2. ^ (EN) Garnavich PM și colab. , Constrângeri asupra modelelor cosmologice din observațiile telescopului spațial Hubble ale supernovelor high-z , în Astrophysical Journal , 493 (2): L53 + Partea 2, 1 februarie 1998.
  3. ^ Robert R. Caldwell, Kamionkowski, Marc și Weinberg, Nevin N., „Phantom Energy and Cosmic Doomsday” , în „Physical Review Letters” , 91, 2003, pp. 071301 ,, arΧiv : astro-ph / 0302506 .
  4. ^ (EN) Alessandro Melchiorri , Laura Mersini , Carolina Odman J. și Mark Trodden , The State of the Dark Energy Equation of State , pe arxiv.org.
  5. ^ Vincenzo Zappalà, Univers oscilant sau univers rupt: prea multe teorii și puține observații , pe infinitoteatrodelcosmo.it .
  6. ^ Timpul încetinește și se va opri cu totul , pe repubblica.it .
  7. ^ Înainte de Big Bang? Un alt univers identic: teoria lui Roger Penrose împarte cosmologii , pe Scienze.fanpage.it .
  8. ^ Universul dinaintea Big Bang-ului , pe nationalgeographic.it . Adus la 11 februarie 2014 (arhivat din original la 22 februarie 2014) .
  9. ^ L. Baum și PH Frampton, Turnaround in Cyclic Cosmologia , în Physical Review Letters, vol. 98, nr. 7, 2007, p. 071301, Bibcode : 2007PhRvL..98g1301B , DOI : 10.1103 / PhysRevLett.98.071301 , PMID 17359014 , arXiv : hep-th / 0610213 .

Elemente conexe

linkuri externe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Big_Rip&oldid=122542398 ”