Universul lui de Sitter
Această intrare sau secțiune despre fizică nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
Universul de Sitter este o soluție cosmologică a ecuațiilor de câmp ale relativității generale , numită după matematicianul, astronomul și fizicianul olandez Willem de Sitter .
Este un model spațial plat al universului care neglijează materia obișnuită în așa fel încât dinamica universului este dominată de constanta cosmologică . Prin urmare, acest model poate fi folosit pentru a explica energia întunecată și câmpul inflaton al universului primordial . De fapt, modelele inflației cosmice și observațiile actuale ale accelerației universului converg către un model al universului primordial care, până la aproximativ 10 -33 secunde după Big Bang , poate fi descris ca un univers de Sitter ( gravitațional singularitate ).
Descriere
Un univers de Sitter este un model simplificat, lipsit de materie obișnuită și caracterizat printr-o constantă cosmologică pozitivă care determină rata de expansiune a acestuia (cu cât este mai mare constanta cosmologică, cu atât este mai mare rata de expansiune). De asemenea, se caracterizează printr-o lege de expansiune Hubble care este coerentă în spațiu și, de asemenea, în timp, satisfăcând astfel principiul cosmologic perfect , care presupune izotropie și omogenitate de-a lungul spațiului-timp.
Într-o clasă de modele cu valori diferite ale constantei Hubble, universul static dezvoltat de Einstein poate fi considerat un caz special al universului de Sitter, în care expansiunea inflaționistă este ușor pozitivă și reglată fin pentru a anula colapsul gravitațional. asociat cu densitatea materiei. Deci, spre deosebire de alte modele FLRW , spațiul de Sitter poate fi considerat o soluție statică la ecuațiile lui Einstein .
Ca model pentru universul fizic, soluția de Sitter nu a fost considerată aplicabilă universului nostru observabil , până când nu au fost dezvoltate modele pentru inflația cosmică (dominantă în Big Bang ) și energia întunecată (responsabilă pentru Big Rip ). Înainte de aceasta, se presupunea că Big Bang-ul implică doar acceptarea principiului cosmologic mai slab, care menține izotropia adevărată numai pentru extensiile spațiale, dar nu și pentru extensiile temporale.
O aplicație a spațiului de Sitter modelează astfel universul primordial în timpul inflației cosmice în primele momente ale Big Bang-ului . Multe modele inflaționiste sunt doar aproximativ de Sitter și pot fi modelate dând parametrului Hubble o ușoară dependență de timp. Pentru simplitate, unele calcule care implică inflația în universul timpuriu pot fi efectuate în spațiul de Sitter mai degrabă decât într-un univers inflaționist mai realist. Folosind în schimb universul de Sitter, unde expansiunea este cu adevărat exponențială, există multe simplificări.
În ceea ce privește așa-numita energie întunecată , Universul nostru a intrat în era dominată de energia întunecată în urmă cu câteva miliarde de ani, iar modelul folosit pentru a descrie expansiunea universului pare să fie aproape de un model Universo de Sitter. Accelerarea expansiunii inflaționiste a universului nostru este asociată cu o constantă cosmologică diferită de zero și ușor pozitivă, similară cu așa-numita energie întunecată (energie pozitivă = presiune de vid negativă). Conform acestui model, expansiunea exponențială a factorului de scară implică faptul că distanța fizică dintre doi observatori suficient de departe unul de celălalt va crește la un moment dat mai rapid decât viteza luminii , moment în care cei doi observatori nu vor mai putea intra contactul cauzal între ele. Astfel, un observator dintr-un univers de Sitter vede un orizont de eveniment dincolo de care nu poate vedea sau învăța informații.
Dacă universul nostru se apropie de un univers de Sitter, în viitorul îndepărtat nu va mai fi posibil să observăm alte galaxii din afara Căii Lactee și, pe măsură ce procesul continuă și universul continuă să se extindă, toată materia și radiațiile vor fi diluate. și în cele din urmă nu vor mai exista materie, ci doar energie de vid , fluctuații termice , fluctuații cuantice .
Acesta este așa-numitul Big Rip și acolo universul nostru va reveni la a fi un simplu Univers de Sitter, la fel cum a fost în primele sale momente.
linkuri externe
- ( EN ) Universe de de Sitter , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
