TEORIA CRIZEI MARI: ISTORIE, PRINCIPII, FAPTE PENTRU ȘI CONTRA - ARTE - 2025

Teoria Big Crunch, Big Crunch sau Big Implosion propune că universul se va contracta în cele din urmă pentru a re-forma o mare singularitate în spațiu-timp. Prin urmare, este un fel de inversare a Big Bang-ului.

Dacă universul a avut începuturile sale în expansiunea violentă a unei singularități în care a fost concentrat tot spațiul-timp, atunci sfârșitul său este tocmai procesul invers. Ideea nu este nouă, deoarece oamenii de știință s-au întrebat de mult dacă gravitația, marele arhitect al materiei, va putea, de asemenea, într-o bună zi să provoace prăbușirea totală a acesteia.

Figura 1. Această animație arată ceva din ceea ce s-ar întâmpla în timpul Big Crunch: galaxiile se apropie între ele până când formează o singularitate într-un spațiu minuscul. Sursa: Wikimedia Commons.

Big Crunch vorbește despre cum ar fi sfârșitul universului dacă predomină forța gravitației. Nu este o teorie despre originea sa, deși există o alta, cea a universului oscilant, care combină Big Crunch cu Big Bang-ul pentru a produce o imagine a universurilor infinite în cicluri constante de expansiune și contracție.

Deși universul se extinde în acest moment și există multe dovezi care să susțină acest lucru, Big Crunch sugerează că gravitația va fi la un moment dat suficient de puternică pentru a opri această expansiune.

Și nu numai că o opriți, ci o inversați în punctul de a provoca o contracție continuă, aducând stele și galaxii din ce în ce mai aproape. Dar nu ar fi totul, contractându-se, universul s-ar încălzi progresiv pe o scară de neimaginat, făcând planetele să devină inospitale vieții.

Compresia va continua până la spațiu-timp și tot ce se află în ea se va reduce la o singularitate din care s-ar putea naște un nou univers. Sau poate nu, din moment ce nu există nicio modalitate de a ști.

Istoria și principiile teoriei Big Crunch

Deși deocamdată dovezile potrivit cărora universul se extinde este indubitabil, forța gravitației nu încetează să mai fie prezentă, putând deveni în orice moment forța dominantă și face ca planetele, stelele și galaxiile să se apropie.

Oamenii de știință propun că expansiunea actuală se datorează energiei întunecate, un câmp care umple tot spațiul, dar a cărui adevărată natură nu este cunoscută, deși se crede că este generat de spațiul însuși și crește pe măsură ce crește.

Și cu cât universul se extinde, cu atât este creat mai mult spațiu și cu el mai multă energie întunecată cu presiune negativă, creând un scenariu de expansiune nedeterminată și din ce în ce mai rapidă.

Cu toate acestea, dacă pornești de la un univers închis, expansiunea nu poate continua pentru totdeauna și energia întunecată trebuie să slăbească neapărat, deși nu se știe când va începe să se întâmple asta. Unii cred că a început deja, chiar dacă universul pare să-și crească rata de expansiune.

Această slăbire va face ca gravitația să ia un rol preponderent, determinând creșterea din nou a densității universului. Se consideră necesară o densitate de cel puțin 3 atomi / metru cub.

În acest fel galaxiile se vor apropia din ce în ce mai aproape, ajungând într-un moment în care toate formează o galaxie colosală care se va concentra pentru a da naștere unei găuri negre unice, a unei singularități de dimensiuni incredibil de mici.

Figura 2. Posibilă retragere a galaxiilor este cauza speculațiilor cosmologice. Sursa: Wikimedia Commons.

Este un fel de Big Bang în sens invers, deși caracteristicile acestui nou univers extrem de fierbinte ar fi destul de diferite, deoarece densitatea nu va mai fi uniformă.

Posibile geometrii pentru univers

Conform unui criteriu cosmologic, dacă densitatea universului este omogenă, curbura lui este determinată de densitatea medie, curbura menționată fiind constantă. Indicatorul este parametrul de curbură Ωo:

Ωo = densitatea medie a universului / densitatea energetică critică

În cazul în care densitatea energetică critică este cea a unui univers plat, lipsit de curbură. Există trei posibilități pentru acest parametru: Ωo = 1, mai mare de 1 sau mai puțin de 1. Când Ωo> 1 avem un univers sferic sau închis, în care Big Crunch este o posibilitate foarte reală.

Măsurările actuale indică un univers al geometriei plane, de aceea ipoteza Big Crunch nu are în prezent sprijinul majorității în comunitatea științifică, cu excepția unor cosmologi, așa cum vom vedea în scurt timp.

Figura 3. Imagine a celor trei geometrii posibile ale universului. Big Crunch este posibil într-un univers sferic, care este finit și închis. Sursa: Wikimedia Commons.

Fapte în favoarea

Ipoteza Big Crunch provine de la mulți oameni de știință pentru care ideea unui univers în continuă expansiune nu este admisă. Admițând că Big Crunch este o posibilitate reală, universul ar avea un început și un sfârșit, ceea ce poate fi liniștitor pentru mulți.

Pe de altă parte, pentru alți oameni de știință, Big Crunch este acceptat atunci când face parte dintr-un ciclu nesfârșit de expansiuni și contracții propuse în teoria universului oscilant, pentru că acest lucru ar evita să gândim cu exactitate la începutul universului ca atare și cât de deranjant este să speculăm despre ce era acolo înainte să existe.

Din aceste motive, mulți cercetători continuă să lucreze la crearea de noi modele ale universului. Există cei care au propus modificări în valoarea constantei cosmologice, o constantă propusă de Albert Einstein, astfel încât soluțiile ecuațiilor sale de câmp să conducă la un univers stabil.

Conform celor mai recente date astronomice, constanta cosmologică, notată de litera greacă lambda cu majuscule, are o valoare de: Λ = 10 ^-46 km ^-2 .

Unii cosmologi susțin că o valoare și mai mică a acestei constante, care este deja minusculă, duce cu siguranță la un univers finit, în care contracția spațiului este fezabilă. În acest fel, Big Crunch va fi un final viabil al universului.

Teoria universului oscilant

Cunoscută și ca teoria universului pulsant sau Big Bounce, are multe puncte în comun cu Big Crunch.

A fost propus de matematicianul Richard Tolman (1881-1948), care a postulat că universul se extinde datorită impulsului din Big Bang, dar apoi expansiunea se oprește atunci când gravitația devine forța dominantă.

Acest lucru s-a întâmplat periodic, prin urmare universul nu are, nici nu a avut vreodată un început sau un sfârșit.

Teorii alternative pentru sfârșitul universului

În afară de Big Crunch și teoria universului oscilant, mulți cosmologi susțin că universul se va termina mai degrabă cu Big Rip: probabil expansiunea este cea care sfârșește anihilând materia, împărțind-o din ce în ce mai mult.

Și o altă parte a oamenilor de știință consideră că expansiunea presupune o răcire continuă. După cum se știe, mișcările particulelor constitutive de materie se opresc atunci când acestea ating zero zero, o temperatură de neconceput, la rece, care încă nu a fost atinsă.

Dacă universul este deschis, expansiunea poate continua la nesfârșit, deoarece temperatura lui se apropie și se apropie de zero absolut. Această răcire, cunoscută sub numele de Marea înghețare, va provoca moartea eventuală prin căldură a universului în viitorul îndepărtat.

Date contra

Două fapte importante înseamnă că mulți oameni de știință nu cred în Big Crunch ca o alternativă în evoluția universului.

Primul este că universul se extinde în prezent, fapt confirmat experimental de observarea stelelor de supernova îndepărtate și măsurători ale radiațiilor cosmice de fond, rămășițe ale Big Bang.

Desigur, există posibilitatea ca în viitor să înceteze să o facă, deoarece există suficient timp pentru asta și cel mai important: sunt multe lucruri pe care încă nu le știm despre univers.

Al doilea este că măsurătorile curburii universului sugerează că geometria universului este plană. Și într-o geometrie de genul acesta, Big Crunch nu este posibil. Acest lucru a fost dezvăluit de rezultatele misiunii Planck, care indică faptul că densitatea universului este cu 5% mai mare decât cea necesară pentru a fi închisă.

Misiunea Planck este un proiect al Agenției Spațiale Europene, care constă dintr-un satelit artificial echipat pentru a colecta date despre natura spațiului. A fost lansat în 2009 de la Guyana Franceză și este echipat cu sonde, detectoare și telescoape.

Figura 4. Modelul satelitului Planck, numit după fizicianul german Max Planck (1858-1947), un pionier al mecanicii cuantice. Sursa: Wikimedia Commons. Fotografie de Mike Peel (www.mikepeel.net).

Oamenii de știință care susțin Big Crunch

Printre cei care apără posibilitatea unei prăbușiri iminente a universului de tip Big Crunch se numără Nemanja Kaloper și Antonio Padilla. Acești cercetători lucrează cu un model în care au modificat valoarea constantei cosmologice, obținând un univers stabil și închis.

Rezultatele lor au fost publicate în Physical Review Letters, cu toate acestea, în acest moment nu există observații care să susțină acest nou model.

Referințe

1. Harris, W. Cum funcționează teoria Big Crunch. Recuperat de la: science.howstuffworks.com.
2. Mann, A. Cum se va încheia Universul? Recuperat de la: livescience.com.
3. Moskowitz, C. Voidul nesfârșit sau Big Crunch: Cum se va încheia Universul? Recuperat din: space.com.
4. NeoFronteras. Va exista un Big Crunch? Recuperat de la: neofronteras.com.
5. Steinhardt, P. Evoluția cosmică într-un univers ciclic. Recuperat de la: arxiv.org.
6. UCDavis. Noua cercetare a prof. Nemanja Kaloper despre sfârșitul universului generează o acoperire mass-media puternică. Recuperat din: physics.ucdavis.edu.
7. Wikipedia. Big Crunch. Recuperat de la: es.wikipedia.org.
8. Wikipedia. Energie întunecată. Recuperat de la: es.wikipedia.org.