Die am weitesten verbreiteteModell für den Anfang des Universums legt nahe, dass die Gesamtheit von Raum und Zeit durch den Urknall geschaffen wurde, ein Ereignis, das vor ungefähr 14 Milliarden Jahren stattfand jetzt auf 13,8 Milliarden Jahre geschätzt, um genau zu sein.Theorie postuliert, dass das Universum ein sehr kleiner, sehr heißer, dichter Punkt war, nicht ganz unähnlich einer Singularität, aus der die Gesamtheit von allem, was wir um uns herum sehen, erschaffen wurde.
Es ist unklar, was genau diesen unendlich dichten Punkt dazu veranlasste, ein ganzes Universum hervorzubringen. Aber es blieb ein Hinweis zurück, den Astronomen verwenden, um zu erklären, wie alles, was wir um uns herum sehen, entstanden ist. Dieses Relikt des Urknalls ist bekannt alsdie kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung CMBR, und sie wurde ungefähr 380.000 Jahre nach dem Urknall gebildet.
Wie der Name schon sagt, dasErfindung des Urknalls ist im Mikrowellen-Frequenzbereich nachweisbar und durchdringt schwach, aber fast gleichmäßig jeden Zentimeter des Universums, sogar bis heute. Wenn wir es studieren, können wir die Bedingungen sehen, die existierten, als das Universum noch sehr klein war. sehr jung.
Um einige Eigenschaften des Universums zu erklären, wie seine gleichmäßige Temperatur und flache Form, haben Physiker die Theorie der kosmischen Inflation entwickelt, die heute Teil der Standardtheorie der kosmischen Evolution ist.
Die kosmische Inflation fand einen Bruchteil einer Sekunde nach dem Urknall statt und beschreibt, wie sich das Universum, ausgehend von der Größe eines Protons, schneller als das Licht ausdehnte, und es wuchs einfach exponentiell an Größe. Schließlich verlangsamte sich die Expansion,die es dem Universum ermöglichte, sich so weit abzukühlen, dass die ersten Sterne zusammenwachsen konnten.
Hat es mit einem Sprung angefangen?
Natürlich gibt es andere Theorien, die darauf abzielen, zu erklären, wie das Universum entstanden ist. Eine, bekannt als der große Sprung, vertritt die Ansicht, dass der Urknall nicht der Anfang von allem war, wie viele geglaubt haben. Tatsächlich, diese Theorie legt nahe, dass eine frühere Version des Universums existiertelange vor dem "Knall" und Inflation. In diesem kosmologischen Modell ist das Universum zyklisch – das heißt, es wechselt zwischen Wachstum und dann Kontraktion oder „Knirschen“.
In dieser Theorie dehnt sich das Universum für einen Zeitraum aus, vielleicht eine Billion Jahre, angetrieben von einem Energiefeld, das derzeit der dunklen Energie zugeschrieben wird. Schließlich wird dieses Energiefeld dünner und der Kosmos beginnt sich sanft zu entleeren.
An diesem Punkt kommt die Expansion des Universums zum Stillstand und immense Gravitationskräfte bewirken, dass sich das Universum wieder zusammenzieht – alle Materie wird wieder zusammengezogen, bis alles wieder zu einem einzigen, heißen, winzigen Punkt verdichtet ist– Nachahmung der Bedingungen, die kurz vor dem Urknall bestanden.Diese Kontraktion lädt das Energiefeld wieder auf, was zu einem Sprung führt und der Zyklus beginnt von neuem.
Die Vorteile der Big-Bounce-Theorie sind, dass sie dunkle Energie berücksichtigt. Wenn wir noch einmal auf die Urknalltheorie zurückkommen, wird angenommen, dass alles sehr "suppig" war, bis das Universum etwa 300.000 Jahre alt war. Temperaturen danndrastisch zurückgegangen, begann das Universum die allerersten Protonen und Elektronen zu bilden, die dann zu schwereren Elementen wie Wasserstoff und Helium verschmolzen beide machen immer noch einen großen Teil der gesamten sichtbaren Materie im Universum aus, dann kamen Sterne, Planeten, Galaxien, und Superhaufen. Das Problem ist die dunkle Energie, die ungefähr 70 Prozent des Universums ausmacht, wir wissen nicht, was sie ist, woher sie kommt oder ob sie letztendlich beginnt oder aufhört. Aber sie scheint die Rate zu verursachender Expansion unseres Universums, um sich im Laufe der Zeit zu beschleunigen, anstatt zu verlangsamen
Offen, Geschlossen, Flach oder Was?
Es liegt nahe, dass die Expansion, die das Universum mit noch nicht genau zu bestimmenden Geschwindigkeiten auseinanderzieht, aber die Lichtgeschwindigkeit für Galaxien am Rande des beobachtbaren Universums überschreiten kann, nicht ewig andauern kann, hängt jedoch davon ab, ob die Geometrie des Universums offen, geschlossen oder flach ist. Zusammenfassend:
Für ein flaches Universum erklärt die NASA: "Es gibt genau genug Masse, um die Expansion zu stoppen, aber erst nach unendlich langer Zeit. Somit hat das Universum keine Grenzen und wird sich auch ewig ausdehnen, aber mit der Geschwindigkeit vonExpansion, die nach unendlich langer Zeit allmählich gegen Null geht. Dies wird als flaches Universum oder als euklidisches Universum bezeichnet die übliche Geometrie nicht gekrümmter Oberflächen, die wir in der High School lernen, heißt euklidische Geometrie."
Es wird angenommen, dass, wenn das Gefüge der Raumzeit offen ist, die Expansion des Universums niemals aufhört. Stattdessen werden Sterne und Galaxien immer weiter auseinanderdriften, bis die Materie so weit auseinander ist, dass Wasserstoff und Helium nicht mehr zusammenwachsen können undkollabieren zu Sternen. Das Universum wird einen Hitzetod erleben, der manchmal als großer Gefrierpunkt bezeichnet wird, wenn die Sterne langsam ausbrennen – dies wird vorhergesagt, wenn die Raumzeit eine negative Krümmung hat.
Wenn das Universum eine positive Krümmung hat, NASA erklärt, „Es gibt mehr als genug Masse, um die gegenwärtige Expansion des Universums zu stoppen. Das Universum ist in diesem Fall nicht unendlich, aber es hat kein Ende so wie die Fläche auf der Oberfläche einer Kugel nicht unendlich ist, sondern es gibtkein Punkt auf der Sphäre, der als "Ende" bezeichnet werden könnte. Die Expansion wird schließlich aufhören und in eine Kontraktion übergehen. Daher werden die Galaxien irgendwann in der Zukunft aufhören, sich voneinander zu entfernen und sich einander zu nähernUniversum kollabiert in sich selbst. Dies wird ein geschlossenes Universum genannt."
Das Big Bounce- und das Big Crunch-Modell verlassen sich beide darauf, dass das Universum geschlossen wird.
Was bedeutet das?
Stellen Sie sich den Crunch als das genaue Gegenteil des Urknalls vor. Das Universum kehrt sich zurück in die heiße, dichte Singularität, aus der die gesamte Raumzeit ursprünglich hervorgegangen sein könnte. Über die Form des Universums wird immer noch viel diskutiertund was es für das endgültige Schicksal von allem bedeutet, aber der große Sprung und das große Knirschen sind nicht ausgeschlossen, da die mysteriöse Natur der dunklen Energie es unmöglich macht zu wissen, wie diese Kraft die Materie in ferner, ferner Zukunft beeinflussen wird.
Wenn das große Knirschen letztendlich wahr klingt und es mit kompatibel zu sein scheintEinsteins Allgemeine Relativitätstheorie, alle Materie wird zusammengezogen, sogar Schwarze Löcher, bis sie Supergalaxien und dann ultramassereiche Schwarze Löcher bildet. Schließlich wird sich Materie zu einem megamassereichen Schwarzen Loch verbinden. Das Universum wird schrumpfen und heißer werden als Materie von Sternen.Planeten und Galaxien rekombinieren, was das Gegenteil von dem ist, was wir jetzt sehen.
Zusätzlich dazu, dass die Form des Universums mit unseren Theorien übereinstimmen muss, ist auch die Dichte des Universums ein weiterer Faktor. Damit der große Crunch funktioniert, muss alle bekannte Materie dicht genug sein, also mit ausreichender Anziehungskraft,um die Expansion effektiv umzukehren. Etwas, das als kritische Dichte bezeichnet wird, muss erfüllt sein.
So cool diese Theorien auch sind, sie sind nicht die einzigen Kandidaten für das Ende des Universums. Es wird angenommen, dass dunkle Energie Galaxien immer weiter auseinander treibt, und es gibt noch keine Beweise dafür, dass diese Expansion jemals aufhören wird.eine Theorie, die als großer Frost oder Hitzetod bezeichnet wird, mag astronomisch korrekter sein.
Es besagt, dass die Expansion des Universums fortgesetzt wird, bis selbst die nächsten Sterne und Galaxien, die wir derzeit sehen können, immer weiter auseinandergetrieben werden, bis das Universum zu kühl wird, um die grundlegendsten Funktionen wie die Sternentstehung zu erfüllen.Die Entropie, die ein Maß für Ordnung vs. Unordnung in einem geschlossenen System ist, wird ebenfalls auf ihren maximalen Wert ansteigen – was bedeutet, dass die verbleibende Wärme gleichmäßig über das Universum verteilt wird.Wenn die Sternentstehung zum Stillstand kommt, brennen die verbleibenden Sterne aus, und das Universum wird dunkel, kalt und unbewohnbar.
Vielleicht sollten wir auf einen großen Crunch hoffen, gefolgt von einem großen Sprung?