Büyük yırtık başka bir büyük patlamaya yol açacak mı?
Geceleri tüm evrenin nihai kaderi hakkında düşünmemize neden olabilecek birkaç sorun var. Bu yıldızlar yanacak ve yerini yeni yıldızlara bırakacak ve yeni yıldızların kendileri de evrenin yakıtı bitene kadar yanacak. Galaksiler birleşecek ve maddeyi dışarı atacak ve bağlı galaksiler, galaksi kümeleri ve galaksi kümeleri arasındaki boşluk sonsuza kadar genişleyecektir. Karanlık enerji, bu genişlemeyi sadece acımasız değil, aynı zamanda hızlandırdı. Bu kaçınılmaz son mu?
"Big Rip", başka bir "Big Bang" e yol açacak mı? Evren atomları parçalayacak kadar genişlediğinde ve ardından kuarklar parçalanır. Bu noktada, evren bir kuark gluon çorbası yaratacak mı?
Hiçbir şey evrenin kaderinden daha güvencesiz değildir.
Uzaktaki galaksi bizden uzağa doğru hızlanıyor. Sonunda, artık onlardan belli bir noktadan sonra ışık almayacağız. Ancak birçok insanın söylediği gibi karanlık enerjinin değerinin mükemmel bir şekilde ayarlanması gerekmez. Sabit olabilir veya birçok yönden değişebilir.
Evrendeki uzak bir galaksiyi rastgele gözlemlediğinizde, onun ışığının renginin galaksimizdeki yıldızlardan gördüğünüz ışıktan daha kırmızı olduğunu göreceksiniz. 1920'lerde bilim adamları evrensel bir ilişki fark ettiler: Bir galaksi sizden ne kadar uzaksa, ortalama olarak ışık o kadar kırmızı olur. Genel görelilik bağlamında, insanlar bunun muhtemelen zaman içinde mekân yapısının genişlemesinden kaynaklandığını çabucak anladılar.
Hubble'ın 1929'daki genişlemesinin ilk gözlemini, daha ayrıntılı ancak belirsiz gözlemler izledi. Sağ, Robert P.Krshner; Sol, Edwin Hubble
O halde bir sonraki adım, evrenin genişlediği hızı ve bu genişlemenin zamanla nasıl değiştiğini doğru bir şekilde ölçmektir. Teorik bir bakış açısından, bu çok önemlidir çünkü evrenin genişleme tarihi, içeriğini belirler. Evreninizin en büyük ölçekte neyden oluştuğunu bilmek istiyorsanız, evrenin evrende nasıl genişlediğini ölçmek istiyorsanız, oraya ulaşmanın tek yolu budur.
Evreniniz maddeyle doluysa, hacim arttıkça genişleme oranının azalacağını göreceksiniz ki bu, maddenin seyrelme derecesi ile orantılıdır. Radyasyonla doluysa, oranının daha hızlı düştüğünü göreceksiniz çünkü radyasyonun kendisi kırmızıya kayacak ve fazladan enerji kaybedecektir. Uzay eğriliği, kozmik ipler veya uzayda içsel enerjiye sahip bir evren, tüm farklı enerji bileşenlerinin oranına göre evrimleşecektir.
Açık bir genişleme oranı (y ekseni) ve mesafe (x ekseni) grafiği, geçmişte evrenin genişleme hızı ile tutarlıdır, ancak bugün uzak galaksiler düşüşte hızlanmaktadır. Bu, Hubble'ın orijinal çalışmasının, Hubble'ın orijinal çalışmasından binlerce kat daha uzun olan modern bir versiyonudur. Lütfen bu noktaların düz bir çizgi olmadığını ve zaman içinde genişleme oranındaki değişikliği temsil ettiğini unutmayın.
Değişken yıldızlar, farklı galaksi türleri ve özellikleri ve Tip Ia süpernovaları dahil olmak üzere yapabileceğimiz tüm ölçümler setinin yanı sıra kozmik mikrodalga arka planı ve galaksi kümelenmesi ve korelasyonunu temel alarak, evrenin tam olarak neden yapıldığını belirleyebildik. Özellikle şunları içerir:
% 68 karanlık enerji. % 27 karanlık madde. Normal maddelerin% 4,9'u. Nötrinoların% 0.09'u. % 0.01 radyasyon. Her sayı sadece birkaç yüzde puanı belirsizliktir.
Evrenin beklenen kaderi (ilk üç resim), madde ve enerjinin ilk genişleme oranına karşılık geldiği bir evrene karşılık gelir. Gözlemlediğimiz evrende, evrenin hızlanmasına, şimdiye kadar açıklanamayan belirli bir tür karanlık enerji neden olur. Tüm bu evrenler, evrenin genişlemesini evrende var olan çeşitli madde ve enerji türleriyle birleştiren Friedman'ın denklemleriyle yönetilir.
Evrenimize karanlık enerjinin hakim olması özellikle ilginçtir, çünkü o evrenin hükmetmek şöyle dursun gereksiz bir parçasıdır. Ancak bugün, Büyük Patlama'dan 13,8 milyar yıl sonra, karanlık enerjinin evrenin genişlemesini kontrol ettiği bir evrende yaşıyoruz.
Karanlık enerjiyi çevreleyen birçok soru var; doğası nedir, oluşum nedeni nedir ve sabit mi yoksa zamanla mı gelişecek? Burada hala küçük bir kıpırdama odası var ama tüm gözlemler tutarlı, kozmolojik bir sabit. Başka bir deyişle, uzayın kendisinde bulunan yeni bir enerji biçimine benziyor. Evren genişledikçe, hepsi aynı tekdüze karanlık enerjiyi içeren yeni alanlar yaratır.
Maddenin, radyasyonun ve karanlık enerjinin enerji yoğunlukları iyi bilinmesine rağmen, halin karanlık enerji denkleminde hala çok fazla kıpır kıpır boşluk var. Sabit olabilir, ancak yoğunluğu zamanla artabilir veya azalabilir.
Teorik bir bakış açısına göre, kozmolojik bir sabit oluşturmak için bilinen birçok yöntem vardır, bu nedenle veriler onunla tutarlı olduğu sürece, açıklama muhtemelen insanlar tarafından kabul edilmeye devam edecektir. Ancak karanlık enerjinin bundan daha karmaşık olmayacağını düşünmek için hiçbir neden yok.
Biraz da olsa zamanla daha ince ve daha az yoğun hale gelebilir. Uzak gelecekte, evrenin büyük bir daralmada yeniden yok olmasına neden olan bir tersine dönme işareti olabilir. Ayrıca zamanla güçlenen bir şey olabilir ve evren zamanla daha hızlı ve daha hızlı genişler. Bu büyük bir yırtılmaya neden olabilecek son durumdur.
Karanlık enerji, farklı şekillerde geleceğe evrilebilir. Aynı şeyi sürdürmek veya gücü arttırmak (büyük bir yırtığa dönüşmek) evreni canlandırabilirken, karanlık enerjideki bir azalma büyük bir çöküşe neden olabilir.
Evrendeki herhangi bir enerji bileşeninden bahsettiğimizde, evrende zamanla nasıl evrimleştiğini açıklayan hal denkleminden bahsediyoruz. Astrofizikçiler bunun için w parametresini belirtirler, burada w = 0 madde anlamına gelir, w = 1/3 radyasyon anlamına gelir ve w = -1 kozmolojik sabit anlamına gelir.
Karanlık enerji w = -1'e sahip gibi görünüyor, ancak manevra için biraz yer var. Örneğin, kooperatif bir kuruluş tarafından hazırlanan yeni bir makale, karanlık enerji durum denklemi üzerine yeni kısıtlamalar yayınladı. W = -1 ile çok tutarlı görünse de, bundan biraz daha küçük olabileceğine dair bazı işaretler vardır. Sonuç w ise < -1 ona eşit değildir, bu yüzden büyük bir yırtık kaçınılmazdır.
Evrenin beklenen kaderi, w (y ekseninde) = -1'e karşılık gelen sonsuz hızlandırılmış bir genişlemedir. Eğer w> -1 ise, bazı verilerin desteklediği gibi, kaderimiz büyük bir yırtık olacaktır.
Büyük yırtık doğruysa, o zaman sadece evren genişlemekle kalmaz (bunun karanlık enerjiyle hiçbir ilgisi yoktur), zaman geçtikçe uzaktaki nesneler bizden gittikçe daha hızlı ve daha hızlı uzaklaşıyor gibi görünmektedir (bu, Karanlık enerji nedeniyle oluşur), ancak, herhangi bir temel kuvvetle bağlanan nesneler, eninde sonunda, artan karanlık enerji tarafından parçalanacaktır.
Önümüzdeki milyarlarca yıl içinde, yerel galaksi grubunun dışındaki yıldızların uzaya atıldığını göreceğiz, çünkü artık uzak gelecekteki galaksilerimizin çekim kuvveti ile bağlı olmayacaklar. Zamanla, gittikçe daha fazla yıldız dışarıya fırlatılacak ve sonunda bildiğimiz galaksinin yapısını ortadan kaldıracak ve bizi milyarlarca bağlanmamış yıldız ve yıldız cesedi koleksiyonuna dönüştürecektir.
Zamanla, karanlık enerji artmaya devam ettikçe, gezegenler yıldız sistemlerinden fırlatılacak ve hatta gezegenlerin kendileri parçalanacak. Son anda atomik ve moleküler kuvvetler tarafından bir araya getirilen nesneler parçalanacak, elektronlar atomlardan sıyrılacak, atom çekirdekleri parçalanacak ve hatta kuarklar bile birbirinden ayrılacaktır. Kuarklardan herhangi bir şey yapılmışsa, bunlar parçalanır.
Büyük yırtık doğruysa, o zaman evrendeki her şey, büyük patlamanın ilk aşamasına paralel bir tür tuhaflık gibi, en temel bileşenlerine indirgenecektir.
Erken evrenin kuark-gluon plazması, büyük yırtığın son anında üretilen kuark-gluon plazmasına çok benzeyecek. Genellikle kuarklar, gluonlar ve elektronlar gibi parçacıkları üç boyutlu küreler olarak temsil etmemize rağmen, yaptığımız en iyi ölçümler onların nokta parçacıklardan ayırt edilemez olduklarını göstermektedir.
Ancak bu, Big Bang'in başlangıcındaki kuark-gluon plazmasından farklı, çok farklı bir kuark-gluon plazmasıdır. Her şeyden önce, büyük patlama sıcak ve yoğun bir durumla karakterize edilir, ancak büyük yırtık çok soğuk ve seyrek bir durum olacaktır. Öte yandan, büyük patlama, evrendeki tüm madde ve enerjinin küçük bir alana sıkıştırılmasıyla karakterize edilir, ancak büyük yırtıkta trilyonlarca ışıkyılı içinde dağılacaktır. Dahası, Büyük Patlama nispeten düşük bir entropi durumunu temsil eder, ancak Büyük Gözyaşı'nın entropisi, Büyük Patlama entropisinden 10-35 kat daha büyük olacaktır.
Ancak yine de umut var.
Karanlık enerji, büyük bir yırtılmaya neden olursa, evreni dolaştırabilir. Karanlık enerjinin yoğunluğu artarsa, bu gerçekten de uzayın kendi yapısının doğasında bulunan enerjidir ve bu, evrenimizin inanılmaz bir hızla genişlediği, evren genişlediği, evrenimizin tarihinin erken bir aşamasına tamamen benzer olabilir. Genişleme, daha önce var olan tüm madde ve enerjiyi evrenden uzaklaştırır, geriye yalnızca uzayın yapısını bırakır. Bir genişleme döneminden sonra, bu enerji bir şekilde parçacıklara, antiparçacıklara ve radyasyona dönüşerek termal bir patlamaya yol açtı. Bu sahne keşfedildi ve buna "canlanan evren" deniyor.
Genişleme sırasında meydana gelen kuantum dalgalanmaları evrende gerilir ve genişleme sona erdiğinde yoğunluk dalgalanmaları olur. Zamanla bu, bugün evrendeki büyük ölçekli yapılara ve SPK'da gözlemlenen sıcaklık dalgalanmalarına yol açtı.
Büyük yırtık doğruysa, tüm maddeyi yırtıp çok boş bir evrenle sonuçlanmalıdır. Bu enerjiyi akla gelebilecek en yüksek enerjiye çıkarırsak, uzayın kendisi paramparça olur, bu yüzden ona "Büyük Yırtılma" denir. Ancak bir ayrım çizgisi olabilir ve başka bir dönüşüm olabilir. Evrenimizin ilerlediği yön buysa, o zaman büyük yırtık en son gerçekleşmeyebilir; tam tersine, yepyeni bir evrenin doğuşunun başlangıcı olabilir.
Belki de durum böyledir: tüm bunlar daha önce oldu ve tekrar olacak.
