Számos kérdés van, ami éjjel ébren tart minket, és az egész kozmosz végső sorsához kapcsolódnak. A csillagok kigyulladnak, helyébe újak válnak, szintén kiégnek, és mindaddig ismétlődik, amíg az Univerzumban elfogy az üzemanyag. A galaxisok összeolvadnak és kiadják az anyagot, és a galaxiscsoportok és klaszterek közötti tér örökre kibővül. A sötét energia miatt ez a terjeszkedés nemcsak megsemmisíthetetlen, hanem gyorsuló is. De vajon ez a vége? Lehetséges, hogy ez a "nagy rés" (amikor minden egymástól végtelenül távolságba kerül) új "nagy robbantást" eredményez? Amikor az Univerzum elég gyorsan bővül, hogy szétszerelje az atomokat, és elválasztja a kvarkokat tőlük … Kvark-gluon leves képződik?
A tét a világegyetem sorsa, bármit is mondhatunk.
Mi áll a végén a világegyetem számára?
Ha egy távoli, véletlenszerű galaxist nézünk az univerzumban, akkor nagy a valószínűsége annak, hogy látni fogja, hogy fényesebbé válik, mint a galaxisunkban világító csillagoké. Az 1920-as években a tudósok rájöttek, hogy ez a minta egészében fennmarad: minél távolabb van a galaxis tőled, annál sötétebb a fény. Az általános relativitáselmélettel összefüggésben gyorsan világossá vált, hogy ennek oka a tér szövetének idővel történő kibővülése volt.
A következő lépés az volt, hogy meghatározzuk, mennyire gyorsan növekedett az univerzum, és hogyan változott ez az arány az idő múlásával. Elméleti szempontból ez azért volt fontos, hogy az univerzum kibővülésének története meghatározta, mi volt benne. Ha szeretné tudni, hogy az univerzum miként készül, annak legnagyobb skáláján, segít megmérni, hogy az univerzum hogyan terjedt ki a kozmikus idő alatt.
Ha univerzumod tele van anyaggal, akkor számíthat arra, hogy a terjeszkedés üteme arányosan csökken az anyag hígításának arányával. Ha sugárzással megtöltik, akkor a tágulási sebesség még tovább csökken, mivel maga a sugárzás vöröseltolódik és további energiát veszít. A térbeli görbülettel, a kozmikus vonallal vagy az energiával járó energiával rendelkező univerzum továbbra is eltérően fejlődik, az összes energiakomponens arányától függően.
Promóciós videó:
A teljes méréskészlet alapján, amelyet képesek voltunk elvégezni, beleértve a változó csillagokat, különféle típusú és tulajdonságokkal rendelkező galaxiseket és az Ia típusú szupernóvákat, valamint a kozmikus mikrohullámú háttér és a galaxis csoportosulását és összefüggését, pontosan meg tudtuk határozni, hogy az univerzum miként készül. Különösen az alábbiakból áll:
- 68% a sötét energiából;
- 27% sötét anyag;
- 4,9% a közönséges anyagból;
- 0,09% neutrinos;
- 0,01% sugárzás.
Plusz vagy mínusz néhány tized százalékos kiigazítás mindegyik esetben.
Világegyetemünk, amelyben a sötét energia uralkodik, különösen érdekes, mivel ez az elem nem létezett az univerzumban, nem is beszélve az uralkodásáról. És mégis itt vagyunk itt, 13,8 milliárd évvel a nagy robbanás után, egy olyan univerzumban élve, amelyben a sötét energia hajtja az univerzum terjeszkedését.
Olyan sok kérdés van a sötét energiával kapcsolatban. Mi a természete? Honnan származik? Állandó vagy változik az idő múlásával? Nincs határozott válasz, de minden azt jelzi, hogy a sötét energia kozmológiai állandó. Más szóval, úgy viselkedik, mint egy új energiaforma, amely magában foglalja a világűrét. Ahogy az univerzum bővül, új teret hoz létre, amely ugyanolyan mennyiségű sötét energiát tartalmaz.
Különben is, ez a legjobb képünk eddig. Elméleti szempontból számos ismert módszer létezik a kozmológiai állandó létrehozására, ezért ez a magyarázat - mindaddig, amíg az adatok egyetértenek vele - továbbra is a preferált. De nincs ok, amiért a sötét energia nem lenne bonyolultabb.
Ez lehet valami, amely az idő múlásával csökken, bár egy kicsit egyre sűrűbbé válik. Ez lehet valami, ami megváltoztatja a jelet a távoli jövőben, és az Univerzum újjáteremtéséhez vezet, nagy szorításban. Lehetséges, hogy az idővel egyre erősebbé válik, felgyorsítja és kibővíti az univerzumot az idő múlásával. Ez a variáció vezet a Big Rip forgatókönyvhöz.
Amikor az energia bármely eleméről beszélünk az univerzumban, akkor az állapot egyenletéről beszélünk, amely leírja, hogyan alakul az idő múlásával az univerzumban. Az asztrofizikusok erre a w paramétert használják, ahol w = 0 az anyagnak felel meg, w = 1/3 megfelel a sugárzásnak, w = -1 megfelel a kozmológiai állandónak.
Úgy tűnik, hogy a sötét energia w = -1, de ez nem pontos. Például a Subaru Hyper Suprime-Cam együttműködés új munkája új korlátozásokat vezetett be az állam sötét energia egyenletéhez. Míg a sötét energia meglehetősen meggyőzően felel meg a w = -1-nek, azt is feltételezik, hogy ez még negatívabb lehet. Ha valóban - ha kiderül, hogy w <-1 és nem egyenlő -1-gyel -, akkor a nagy szakadás elkerülhetetlen.
Ha a Nagy Rip küszöbön áll, akkor nem csak a bővülő Univerzum, hanem a távoli tárgyak is gyorsabban és gyorsabban felgyorsulnak tőlünk (a sötét energia miatt). De azokat a tárgyakat, amelyeket valami alapvető erő tart össze, végül a sötét energia növekvő ereje széttöri.
A jövőben sok milliárd évvel a helyi csoport látni fogja, hogy a külvárosban lévő csillagokat hogyan dobják az űrbe, miközben gravitációs úton el vannak választva távoli jövőbeli galaxisunkból: Milkomedből. Az idő múlásával egyre több csillagot dobnak kifelé, amíg a galaxisokként ismert szerkezetek összeomlanak, és egymilliárd egymástól független csillag és csillagtest holttestének gyűjteményévé válnak.
Az idő múlásával a bolygók kiürülnek a naprendszerükből, amikor a sötét energia fokozódik, majd még a bolygók is szétesik. Az utolsó pillanatokban az atom- és molekuláris erők által tárolt tárgyak szétszakadnak, az elektronok elszakadnak atomoktól, az atommagok összeomlanak, sőt a kvarkokat is elválasztják. És akkor eltörnek.
Új nagy robbanásra várunk?
Ha a Nagy Rip helyes modell az Univerzum fejlődéséhez, akkor az Univerzumban minden a legalapvetőbb komponensekre redukálódik, bizonyos értelemben erősen megfelelve a Big Bang első szakaszának.
Ez a kvarklon plazma azonban különbözik attól, ami a Nagyrobbanás idején volt. Először is, a Big Bang forró és sűrű, a Big Rip rendkívül hideg és diffúz. Másodszor, a Nagyrobbanást az jellemzi, hogy az univerzumban minden anyag és energia egy apró térrészre van tömörítve, ám a Nagy Ripben ezek szétszóródnak fényévek milliárdjaira. Ezenkívül a Nagyrobbanás viszonylag alacsony entrópiájú állapotot képvisel, de a Nagyrobbanásban az entrópia tízszeresére (35 hatalomra) nagyobb lesz, mint a Nagyrobbanáshoz képest.
De van remény.
Talán az a sötét energia, amely a Nagy Riphez vezet, újraindíthatja az univerzumot. Ha a sötét energia ereje növekszik, akkor ez a sötét energia magában foglalja a világűr szövetét, ami azt jelenti, hogy teljesen analóg lehet a világegyetem történetének korai szakaszában, amikor a tér hatalmas sebességgel bővült: kozmikus infláció. Az infláció kiküszöböli az összes létező anyagot és energiát az univerzumban, csak a tér szövetét hagyva hátra. Az inflációs időszak után az energia valamilyen módon részecskékké, részecskékké és sugárzássá alakul, ami a Nagyrobbanáshoz vezet. Ezt a forgatókönyvet már korábban megvizsgálták, és megújult univerzumnak nevezik.
Ha a Nagy Rip az univerzum végének valódi forgatókönyve, akkor az egyszerűen lebontja az összes anyagot, és az Univerzum nagyon üres lesz, ám hatalmas mennyiségű energiával jár, amely magában az űrben rejlik. Ha az energia nagyon nagy, akkor valószínű, hogy a tér szövet is felrobban - de ez egy teljesen más forgatókönyv.
Ilya Khel