Kozmik genişleme yakında tersine dönebilir
Science dergisinde yayınlanan yeni araştırmaya göre, yaklaşık 13,8 milyar yıllık sürekli genişlemeden sonra, evren yakında durma noktasına gelebilir ve ardından yavaş yavaş küçülmeye başlayabilir. Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı Öneriyor ki.
Yeni makalede, üç bilim insanı bir doğayı modellemeye çalışıyor karanlık enerji Daha önceki kozmik genişleme gözlemlerine dayanarak, evrenin daha hızlı genişlemesine neden olan gizemli bir güç. Takımın modelinde, karanlık enerji, doğanın sabit bir gücü değil, zamanla bozunabilen, madde adı verilen bir varlıktır.
Araştırmacılar, evrenin genişlemesi milyarlarca yıldır hızlanmasına rağmen, karanlık enerjinin itici gücünün zayıflıyor olabileceğini keşfettiler. Modellerine göre, evrenin ivmesi önümüzdeki 65 milyon yıl içinde hızla sona erebilir – o zaman 100 milyon yıl içinde evren tamamen durabilir ve bunun yerine milyarlarca yıl sonra sona erecek olan yavaş daralma çağına girebilir. ölüm – ya da belki Yeniden Doğuş – zaman ve yer.
New Jersey’deki Princeton Üniversitesi’ndeki Princeton Teorik Bilim Merkezi’nin direktörü olan çalışmanın ortak yazarı Paul Steinhardt, tüm bunların “dikkat çekici bir şekilde” hızlı bir şekilde gerçekleşebileceğini söyledi.
“65 milyon yıl geriye gitmek, o zaman Asteroit Chicxulub Dünyaya çarp ve dinozorları yok et.
Bu konuda hiçbir şey teori British Columbia Üniversitesi’nde fizik ve astronomi profesörü olan ve çalışmaya dahil olmayan Gary Henshaw, WordsSideKick.com’a verdiği demeçte, tartışmalı veya mantıksız. Bununla birlikte, model yalnızca önceki genişleme gözlemlerine dayandığından ve evrendeki karanlık enerjinin mevcut doğası bir gizem olduğundan, bu makaledeki tahminleri test etmek şu anda imkansızdır. Şimdilik sadece teori olarak kalabilirler.
vakum enerjisi
1990’lardan beri bilim adamları evrenin genişlemesinin hızlandığını kabul ettiler; Galaksiler arasındaki mesafe şimdi milyarlarca yıl öncesine göre daha hızlı genişliyor. Bilim adamları, bu ivmenin gizemli kaynağına karanlık enerji adını verdiler – ters yönde çalışıyor gibi görünen görünmez bir varlık yer çekimiBu, evrendeki büyük nesneleri bir araya toplamak yerine birbirinden uzaklaştırır.
Karanlık enerji, evrenin toplam enerjisinin yaklaşık %70’ini oluştursa da, özellikleri tam bir gizem olarak kalıyor. tarafından sunulan popüler teori, Albert EinsteinBu karanlık enerji bir kozmik sabit – Bir kumaşa dokunan sabit bir enerji formu boş vakit. Eğer öyleyse ve karanlık enerjinin uyguladığı kuvvet asla değişemezse, evren sonsuza kadar genişlemeye (ve hızlanmaya) devam etmelidir.
Bununla birlikte, rakip bir teori, önceki kozmik genişleme gözlemlerine uyum sağlamak için karanlık enerjinin sabit olması gerekmediğini öne sürüyor. Alternatif olarak, karanlık enerji, zamanla değişen dinamik bir alan olan çekirdek olarak adlandırılan bir şey olabilir. (Steinhardt, bu fikri ilk olarak ortaya koyan üç bilim adamından biriydi. dergide 1998 kağıt Fiziksel İnceleme Mektupları.)
Kozmolojik sabitin aksine, bir madde belirli bir zamanda kinetik enerjisinin ve potansiyel enerjisinin oranına bağlı olarak itici veya çekici olabilir. Son 14 milyar yıldır, özü iğrençti. Bu dönemin çoğu için, radyasyon ve madde, evrenin genişlemesine kıyasla önemsiz derecede katkıda bulundu. Bu, yaklaşık beş milyar yıl önce çekirdeğin baskın bileşen haline gelmesi ve yerçekimi itmesinin etkisinin evrenin genişlemesini hızlandırmasıyla değişti.
Steinhardt, “Bu yazıda sorduğumuz soru, bu ivme sonsuza kadar devam etmeli mi?” dedi. “Ve değilse, alternatifler nelerdir ve işler yakında ne zaman değişebilir?”
Karanlık enerji ölümü
Steinhardt ve meslektaşları, New York Üniversitesi’nden Anna Egas ve Princeton Üniversitesi’nden Cosmin Andre yaptıkları çalışmada, maddenin özelliklerinin önümüzdeki birkaç milyar yıl içinde nasıl değişebileceğini tahmin ediyorlar. Bunu yapmak için ekip, evrenin genişlemesine ilişkin geçmiş gözlemlere uyması için, çekirdeğin zaman içinde itici ve çekici gücünü gösteren fiziksel bir model oluşturdu. Takımın modeli, evrenin genişleme tarihini güvenilir bir şekilde yeniden üretebildiğinde, geleceğe yönelik tahminlerini genişlettiler.
Henshaw, “Onları şaşırtacak şekilde, modellerindeki karanlık enerji zamanla bozulabilir.” Dedi. “Gücünü zayıflatabilir. Ve bunu belirli bir şekilde yaparsanız, karanlık enerjinin anti-yerçekimi özelliği sonunda kaybolur ve sıradan maddeye benzer bir şeye dönüşür.”
Takımın modeline göre, karanlık enerjinin merkezkaç kuvveti, milyarlarca yıl önce başlamış olabilecek hızlı bir düşüşün ortasında olabilir.
Bu senaryoda, evrenin hızlanan genişlemesi bugün zaten yavaşlıyor. Yakında, belki 65 milyon yıl sonra, bu hızlanma tamamen durabilir – o zaman, bundan 100 milyon yıl sonra, karanlık enerji çekici hale gelebilir ve tüm evrenin küçülmeye başlamasına neden olabilir. Başka bir deyişle, yaklaşık 14 milyar yıllık büyümenin ardından uzay küçülmeye başlayabilir.
Steinhardt, “Bu, yavaş kasılma dediğimiz çok özel bir kasılma olacak.” Dedi. “Uzay, genişlemek yerine çok, çok yavaş daralır.”
İlk başta, evrenin daralması o kadar yavaş olacak ki, herhangi bir varsayımsal insan hala hayatta. Yer Steinhardt, değişikliğin farkına bile varmayacağını söyledi. Takımın modeline göre, evrenin bugünkü boyutunun yarısına ulaşması için birkaç milyar yıllık yavaş daralma gerekecekti.
evrenin sonu?
Steinhardt, bu noktadan sonra iki şeyden birinin gerçekleşebileceğini söyledi. Ya evren büyük bir “kriz”de kendi içine çökene kadar küçülür ve bildiğimiz uzay-zaman sona erer- ya da evren orijinal koşullarına benzer bir duruma geri dönecek kadar küçülür ve başka bir büyük patlama – veya büyük bir “sıçrama” – eski evrenin küllerinden yeni bir evren oluşturan gerçekleşir.
Bu ikinci senaryoda (Steinhardt ve başka bir meslektaşı tarafından dergide yayınlanan 2019 tarihli bir makalede açıklanmıştır) Fizik Harfleri B), evren, sürekli olarak çöken ve yeniden şekillenen periyodik bir genişleme ve büzülme, çatırdama ve sıçrama modelini takip eder. Eğer bu doğruysa, şu anki evrenimiz ilk veya tek evren değil, bizimkinin önünde genişleyen ve büzülen sonsuz bir evrenler zincirinin en sonuncusu olabilir. Ve hepsi karanlık enerjinin değişen doğasına bağlıdır.
Bütün bunlar ne kadar mantıklı? Henshaw, yeni makalenin çekirdeğe ilişkin yorumunun “karanlık enerjinin ne olduğuna dair tamamen makul bir varsayım” olduğunu söyledi. Tüm kozmik genişleme gözlemlerimiz Dünya’dan milyonlarca ila milyarlarca ışıkyılı uzaklıktaki nesnelerden geldiğinden, mevcut verilerin bilim adamlarını evrenin bugünü veya geleceği hakkında değil, yalnızca geçmişi hakkında bilgilendirebileceğini ekledi. Bu nedenle, evren bir krize doğru gidiyor olabilir ve büzülme aşaması başladıktan çok sonrasına kadar bunu bilmemize imkan yok.
“Sanırım bu teoriye ne kadar inandırıcı olduğunuza ve daha da önemlisi, onu ne kadar test edilebilir bulduğunuza bağlı?” Hinshaw eklendi.
Ne yazık ki, özün gerçek olup olmadığını veya kozmik genişlemenin yavaşlamaya başlayıp başlamadığını test etmenin iyi bir yolu yok, diye itiraf etti Steinhardt. Şimdilik, sadece teoriyi önceki gözlemlerle hizalamak meselesi – ve yazarlar yeni makalelerinde bunu ustalıkla yapıyorlar. Evrenimizi sonsuz büyüme ya da hızlı çürümeyle dolu bir gelecek bekliyor, sadece zaman anlatacağım.
Başlangıçta WordsSideKick.com’da yayınlandı.
“Web hayranı. Tipik düşünür. İçine kapanık. Amatör iletişimci. Pop kültürü meraklısı.”