Kann die Große Lücke führen zu einer neuen Großen Explosion?

Ein paar Fragen, die nicht geben uns nachts den Schlaf, und Sie betreffen das ultimative Schicksal des ganzen Kosmos. Die Sterne Leuchten, ersetzen Sie die neuen, auch Sie verbrennen, und alles wiederholt sich, bis das Universum nicht der Treibstoff aus. Galaxie verschmelzen und wird man die Materie, und der Raum zwischen den Gruppen und Ansammlungen von Galaxien wird ewig expandieren. Die dunkle Energie bewirkt, dass diese Erweiterung nicht nur unaufhaltsam, sondern auch beschleunigt. Aber ob so am Ende sein? Ob diese «große Lücke» (wenn alle am Ende wird auf unendlich großer Entfernung von einander) führen zu einer neuen «großen Explosion»? Wenn das Universum wird erweitert schnell genug, um zu brechen Atome und der von Ihnen zu trennen Quarks Gebildet... ob Quark-глюонный Suppe?

Das Schicksal des Universums Auf dem Spiel, wie auch immer.

Was erwartet das Universum am Ende?

Wenn man auf ein fernes eine zufällige Galaxie im Universum, ist die Wahrscheinlichkeit höher, dass Sie sehen, dass es mehr rot Leuchten als die Sterne, die Leuchten in unserer Galaxie. Noch in den 1920er Jahren entdeckten Wissenschaftler, dass dieses Muster blieb in der Regel: je weiter die Galaxie, desto röter sein Licht. Im Kontext der Allgemeinen Relativitätstheorie, wurde schnell klar, dass es im Zusammenhang mit der Erweiterung der Gewebe von Raum im Laufe der Zeit.

Der Nächste Schritt war, quantitativ zu berechnen, wie schnell expandiert das Universum und wie dieses Tempo im Laufe der Zeit verändert. Der Grund für die Bedeutung dieser, aus theoretischer Sicht, besteht darin, dass die Geschichte der Expansion des Universums bestimmt, was darin war. Wenn Sie wissen möchten, aus was besteht euer Universum, auf den großen Maßstab, Maß dafür, wie das Universum im Laufe der kosmischen Zeit, wird Ihnen helfen.

Wenn Ihr das Universum ist gefüllt mit Materie, werden Sie erwarten, dass die rate der Expansion fallen im Verhältnis zu, wie die Substanz wird verdünnt werden. Wenn Sie voller Ausstrahlung, das Tempo der Erweiterung fallen noch mehr, weil die Strahlung selbst geht Rotverschiebung und zusätzliche Energie verliert. Das Universum mit der räumlichen Krümmung, den kosmischen Saiten oder Energie, die im Wesen selbst von dem Raum, immer noch so entwickeln wird anders, je nach Verhältnisse aller Komponenten der Energie.

Basierend auf einem vollständigen Satz von Messungen, die wir umsetzen können, darunter Variable Sterne, Galaxien verschiedener Arten und Eigenschaften, und Supernovae Typ Ia, sowie der kosmischen Mikrowellen-hintergrund und Korrelation Clustering und Galaxien, konnten wir genau bestimmen, woraus das Universum besteht. Insbesondere, es besteht auf:

• 68% aus dunkler Energie;
• 27% aus dunkler Materie;
• 4,9% aus normaler Materie;
• 0,09% Neutrinos;
• 0,01% - Strahlung.

Plus-minus-Korrektur für ein paar Zehntel Prozent in jedem Fall.

Unser Universum, in dem die dunkle Energie dominiert, ist besonders interessant, weil diese Komponente im Universum nicht existierte, ganz zu schweigen von seiner Vorherrschaft. Und doch, wir sind hier, nach 13,8 Milliarden Jahre nach dem Urknall, Leben in einem Universum, in dem die dunkle Energie steuert die Expansion des Universums.

Die Dunkle Energie umgibt sehr viele Fragen. Was ist seine Natur? Wo kommt es her? Konstant oder ändert sich im Laufe der Zeit? Die endgültigen Antworten gibt, aber alles deutet darauf hin, dass die dunkle Energie ist die kosmologische Konstante. Mit anderen Worten, es verhält sich wie eine neue Form von Energie, die in sich selbst Raum. Mit der Expansion des Universums, Sie schafft einen neuen Raum, die enthält alle die gleiche homogene Menge dunkler Energie.

Jedenfalls ist das unsere beste Leistung im Moment. Aus theoretischer Sicht gibt es mehrere bekannte Möglichkeiten zum erstellen einer kosmologischen Konstante, und deshalb ist diese Erklärung — so lange, bis die Daten im Einklang mit ihm — bleiben bevorzugt. Aber es gibt keine Gründe, warum die dunkle Energie kann sich als etwas schwieriger.

Es kann etwas, das verschwimmt mit der Zeit, immer weniger und weniger dicht, wenn auch ein wenig. Es kann sein, dass das Vorzeichen in der Fernen Zukunft und führt zu einer Neuerstellung des Universums im Großen Kompression. Es kann auch etwas, was mit der Zeit immer stärker beschleunigt und erweitert das Universum im Laufe der Zeit. Diese Variante führt zu einem Szenario der Großen Kluft.

Wenn wir über irgendeine Komponente der Energie im Universum, wir sprechen über Ihre Gleichung Zustand, der beschreibt, wie es entwickelt sich mit der Zeit im Universum. Astrophysiker verwenden den Parameter w, wo w = 0 entspricht der Materie, w = 1/3 entspricht der Strahlung, w = -1 entspricht der kosmologischen Konstante.

Die Dunkle Energie erscheint, hat w= -1, aber es ist nicht genau. Zum Beispiel, das neue Werk der Kollaboration Subaru Hyper-Suprime-Cam, fügte neue Beschränkungen der Gleichung der Zustand der dunklen Energie. Obwohl die dunkle Energie sehr überzeugend entspricht w = -1, es gibt auch die Vermutung, dass es vielleicht noch mehr negativ. Wenn es tatsächlich so ist — wenn sich herausstellt, dass w < -1 und nicht -1 ist dann eine Große Lücke unvermeidlich.

Wenn eine Große Lücke unvermeidlich ist, nicht nur expandierenden Universums, sondern auch die Fernen Objekte beschleunigt werden von uns immer schneller und schneller über die Zeit (wegen der dunklen Energie). Aber auch Objekte, die halten zusammen durch irgendwelche fundamentalen Kräfte, schließlich gebrochen werden der wachsenden Kraft der dunklen Energie.

Durch viele Milliarden Jahre in der Zukunft unsere lokale Gruppe sehen, wie die Sterne am Rande in den Raum geworfen werden,da отвяжутся gravitativ von unserer Zukunft in einer weit entfernten Galaxie: Млекомеды. Im Laufe der Zeit immer mehr und mehr Sterne werden nach außen entlüftet, bis keine Strukturen zerstört werden, die uns bekannt als die Galaxie, und sich nicht in die Versammlung Milliarden ungebundenen Sterne und stellare трупиков.

Im Laufe der Zeit die Planeten ausgestoßen werden aus Ihrer Solaranlagen, da die dunkle Energie wird verstärkt werden, und dann sogar die Planeten selbst durchtrennt werden. In den letzten Augenblicken, die den atomaren und molekularen Kräfte Objekte werden getrennt, die Elektronen zupfen mit seiner Atome, Atomkerne verschüttet hing entlehnt, und selbst die Quarks getrennt werden. Und dann sind Sie verloren.

Warten, ob uns ein neuer Urknall?

Wenn eine Große Lücke — das korrekte Modell der Entwicklung des Universums, alles im Universum wird reduziert auf die grundlegenden Komponenten, die sich in etwas stark zusammenpassende ersten Phasen des Urknalls.

Aber diese Quark-глюонная Plasma unterscheidet sich von dem, was es war zum Zeitpunkt des Urknalls. Erstens, zeichnet sich durch eine Große Explosion der heißen und dichten Zustand, und eine Große Lücke wird extrem kalt und рассредоточенным. Zweitens, der Urknall zeichnet sich dadurch aus, dass alle Materie und Energie des Universums komprimiert in eine kleine Menge an Speicherplatz, aber bei Großen Bruch werden Sie verstreut auf Trillionen Lichtjahre. Darüber hinaus, der Urknall ist der Zustand der relativ niedrigen Entropie, aber bei Großen Bruch Entropie wird in 10³⁵ - mal größer als beim Urknall.

Aber es gibt Hoffnung.

Vielleicht ist die dunkle Energie, die führt zu einem Großen Bruch, in der Lage, das Universum neu zu starten. Wenn die Kraft der dunklen Energie erhöht, diese dunkle Energie ist inhärent in das Gewebe des Raumes selbst, und damit kann völlig Analog zu der frühen Periode in der Geschichte unseres Universums, wenn der Raum sich mit großer Geschwindigkeit: die kosmische Inflation. Die Inflation behebt sämtliche bisher vorhandene Materie und Energie im Universum und hinterließen nur das Gewebe des Raums. Nach einer Zeit der Inflation von Energie in irgendeiner Weise umgewandelt in Teilchen, Antiteilchen und Strahlung, was zu einer Großen Explosion. Dieses Szenario wurde schon früher und ist bekannt als омоложенная das Universum.

Wenn eine Große Lücke — ein wahrer Szenario zum Ende des Universums, er ist einfach abbricht gesamte Materie auf die Teile und das Universum wird sehr leer, aber mit einer riesigen Menge an Energie, die in sich selbst Raum. Wenn die Energie sehr groß ist, vielleicht würde das Gefüge von Raum — aber das ist ein ganz anderes Szenario.

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