Univers oscilant
Teoria universului oscilant sau a modelului ciclic este o teorie, propusă mai întâi de Aleksandr Aleksandrovič Fridman bazată pe relativitatea generală a lui Albert Einstein , conform căreia universul se va extinde până la un anumit punct și apoi se va retrage într-o stare similară cu cea a Marelui Bang , deci o nouă naștere va avea loc odată cu repetarea procesului pentru eternitate. În acest moment nu se cunosc metode care să verifice sau nu validitatea acestei teorii.
Acest tip de model și derivatele sale sunt de obicei opuse, în cosmologia standard , unor modele inflaționiste, cum ar fi inflația eternă haotică sau teoria bulei (cu excepția modelului Baum-Frampton care nu neagă posibilitatea inflației eterne), adesea parte a teoriilor multiverse . Dificultatea de a urmări existența reală a undelor gravitaționale și de a defini energia întunecată în experimentele din 2014-15, combinată cu dezvoltarea teoriei gravitației cuantice în buclă , a readus în vigoare teoria ciclică clasică, care părea să fi fost înlocuită de model de 'inflație. [1]
Universul oscilant are câteva analogii cu conceptele filosofice antice de ecpiroză , apocatastază și revenire eternă .
Modelul clasic și „marele rebot”
Teoria începe similar cu cea din Big Bang , care susține că universul a pornit de la o stare în care toată materia și energia au fost comprimate la densități infinite și s-au extins pentru a forma Universul actual. Teoria urmează apoi calea celei a Big Crunch , conform căreia Universul se va contracta din nou într-un stadiu de temperatură și densitate infinită, dacă gravitația totală a Universului este suficientă.
O altă variantă este cea a lui Fred Hoyle , teoria statului cvasi-staționar .
Există cei care speculează că spațiul se confruntă cu o oscilație oprită ca urmare a expansiunii din cauza inflației. În timpul vieții sale, spațiul Universului s-ar fi extins și contractat de mai multe ori, micșorându-și amplitudinea din ce în ce mai mult până când aproape a dispărut. Cosmosul este descris ca un spațiu acordeon și concluzia este că accelerarea expansiunii actuale poate fi legată de o fază de expansiune care va fi urmată de o fază de contracție. [2]
Cea mai moderna teorie oscilanta univers, bazată pe cosmologia cuantică , susține că acest proces va fi repetat prin mecanismul Big Bounce ( Big Bounce ), dar numai în cazul în care forța gravitațională va depăși " energia întunecată (sau obscura de energie nu a existat) . Mulți experți în gravitație cuantică sunt de acord cu Big Bounce. Schimbarea cosmologică la roșu este caracteristică expansiunii, în timp ce schimbarea albastră a contracției. Teoria Big Bounce ar putea apărea cu ușurință dacă energia întunecată nu ar fi soluția universului accelerat (într-un scenariu similar modelului clasic al lui Edwin Hubble ), dincolo de implicațiile gravitației cuantice , ca în teoria propusă de fizicieni. Experți în teoria superstring , așa-numitul model de încetinire a timpului care nu folosește energia întunecată, dar se bazează pe relativitate.
Modelul Steinhardt-Turok
Prezis de teoria corzilor , acesta explică fiecare Big Bang ca o coliziune între o lume brane (univers sau membrană în formă de foi plate) a multiversului și alta ( Big Splat sau model ekpirotic), coliziuni care ar avea loc într-un mod ciclic. Acest model, conceput de Neil Turok și Paul J. Steinhardt, conform declarațiilor lui Michio Kaku , arată cum a apărut Big Bang-ul, dar nu exclude că inflația haotică (care, potrivit unor date observaționale ar fi plauzibilă) este una dintre consecințe, având astfel unele universuri pentru fiecare membrană și multe universuri cu bule, pentru un multivers mare. De fapt, explică primul din univers și nu ce s-a întâmplat după „nașterea” sa aparentă acum aproximativ 13,7 miliarde de ani. [3] [4]
Alte modele
Cosmologie ciclică conformă
Propus de Roger Penrose , prezice divizarea universului în eoni spațio-temporali infiniti, care evoluează de la sfârșitul fiecărui univers, în care sunt prezenți doar fotoni și unde gravitaționale, într-un nou Big Bang. Diferența cu modelul original este că universul nu se retrage, datorită efectului energiei întunecate , identificat totuși într-o radiație gravitațională suplimentară care supraviețuiește evaporării găurilor negre ale procesului Hawking . [5] [6] Modelul nu prezice inflația.
Modelul Baum-Frampton
Lauris Baum și Paul H. Frampton au propus un model suplimentar al universului ciclic, strâns legat de Big Rip , care totuși nu ar fi niciodată complet: de fapt, sugerează că o clipă foarte mică înainte de încheierea Big Rip - implicând distrugerea totală a țesutului cosmic spațiu-timp - de ordinul a 10 −27 secunde, spațiul s-ar împărți într-un număr mare de volume independente. Aceste volume de spațiu sunt legate de „universul observabil“, care sunt contractate la o dimensiune extrem de mică, de ordinul a lungimii Planck . Fiecare dintre aceste volume de spațiu nu ar conține materie sau energie din cauza prezenței Big Rip, prin urmare - 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. [7]
Modelul ciclic, propus inițial de fizicieni de Paul Frampton și Louis J. Rubin Jr., profesori de fizică la Colegiul de Arte și Științe al Universității din Carolina de Nord, împreună cu studentul lor Lauris Baum, este împărțit în 4 părți esențiale: extindere, schimbare (inversarea tendințelor), contracție și revenire. În timpul expansiunii, energia întunecată împinge toate fragmentele de materie în locuri atât de îndepărtate încât nimic nu poate face legătura. Totul, de la găuri negre la atomi, se dezintegrează. Acest punct, cu doar o fracțiune de secundă înainte de sfârșitul timpului, constituie schimbarea, în care fiecare parte fragmentată se prăbușește și se contractă individual, în loc să se reunească într-un fel de Big Bang inversat. Diferitele părți devin astfel un număr infinit de universuri independente care se contractă și apoi sar din nou spre exterior, umflându-se într-un mod similar cu Big Bang-ul. Numai unul dintre acestea este universul nostru. „Acest ciclu, care se întâmplă de nenumărate ori, elimină fiecare început și sfârșit al timpului (...) nu există Big Bang” . Dacă entropia crește între oscilații, universul s-ar extinde cu fiecare ciclu. Frampton și Baum au eludat ipoteza Big Bang postulând că, la răsucire, fiecare entropie rămasă se află în porțiuni prea îndepărtate pentru a interacționa: fiecare porțiune devenind un univers separat, putem presupune că fiecare univers se contractă în absența materiei și a entropiei. . [7]
O altă cheie fundamentală a teoriei lui Frampton și Baum este presupunerea privind ecuația matematică care descrie presiunea și densitatea energiei întunecate: conform lui Frampton și Baum starea energiei întunecate este întotdeauna mai mică decât −1 , în timp ce modelul ciclic anterior propus în 2002 de fizicienii Paul Steinhardt și Neil Turok stabilise că valoarea nu a fost niciodată mai mică de −1 . Această valoare negativă asumată de ecuația Frampton și Baum implică faptul că densitatea energiei întunecate devine egală cu densitatea universului și că la un moment dat expansiunea se oprește, chiar înainte de „Big Rip”. [7]
Cu toate acestea, nu neagă un scenariu similar cu Big Bang-ul și, prin urmare, nu constituie o cosmologie non-standard .
Cosmologie plasmatică (non-standard)
Cultură de masă
- Episodul Fry the Latecomer din serialul animat Futurama de Matt Groening , scris de Lewis Morton și regizat de Peter Advino, prezintă un scenariu de univers ciclic.
Notă
- ^ (RO) Noul model al cosmosului: un univers care începe din nou în revista Cosmos, 14 septembrie 2015.
- ^ Univers oscilant sau univers „rupt”. Prea multe teorii și puține observații?
- ^ (EN) Justin Khoury și Paul J. Steinhardt, Adipatic Ekpyrosis: Scale-Invariant Curvature perturbations from a Single Scalar Field in a Contract Universe , in Phys. Rev. Lett. , 104 (9): 91301, 4 pp., 2010.
- ^ Neil Turok și Paul Steinhardt, Universul fără sfârșit , în IlSaggiatore , 2008.
- ^ Jason Palmer, Cosmos poate arăta ecouri ale evenimentelor înainte de Big Bang , bbc.co.uk , BBC News, 27 noiembrie 2010. Accesat la 27 noiembrie 2010 .
- ^ (EN) VG Gurzadyan și R. Penrose , On-CCC au prezis cercuri concentrice cu varianță redusă pe cerul CMB , în Eur.Phys.J. În plus , nu. 128, 2013, p. 22.
- ^ a b c L. Baum și PH Frampton, Turnaround in Cyclic Cosmology , 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 .
| Controlul autorității | LCCN ( EN ) sh2006005675 |
|---|
