Stor Rip

Inom fysisk kosmologi är Big Rip en hypotetisk kosmologisk modell som rör universums yttersta öde , där universums materia , från stjärnor och galaxer till atomer och subatomära partiklar, och till och med själva rumtiden , successivt slits isär av expansionen . av universum vid en viss tidpunkt i framtiden, tills avstånden mellan partiklarna blir oändliga. Enligt standardmodellen för kosmologi accelererar universums skalfaktor , och i den framtida eran av kosmologisk konstant dominans kommer den att öka exponentiellt. Denna expansion är emellertid liknande för varje ögonblick av tiden (därav den exponentiella lagen – expansionen av en lokal volym är samma antal gånger över samma tidsintervall), och kännetecknas av en oföränderlig liten Hubble-konstant , som effektivt ignoreras av eventuella bundna materialstrukturer. Däremot i Big Rip-scenariot ökar Hubble-konstanten till oändlighet på en begränsad tid.

Möjligheten till plötslig rivningssingularitet uppstår endast för hypotetisk materia ( fantomenergi ) med osannolika fysikaliska egenskaper.

Översikt

Huvudartiklar: Future of an expanding universe , Heat death of the universe , Timeline of the far future , och universums ultimata öde

Sanningen i hypotesen bygger på den typ av mörk energi som finns i vårt universum . Den typ som skulle kunna bevisa denna hypotes är en ständigt ökande form av mörk energi, känd som fantomenergi . Om den mörka energin i universum ökar utan gränser kan den övervinna alla krafter som håller ihop universum. Nyckelvärdet är ekvationen för tillståndsparametern w , förhållandet mellan mörkenergitrycket och dess energitäthet . Om −1 < w < 0, tenderar expansionen av universum att accelerera, men den mörka energin tenderar att försvinna med tiden, och Big Rip inträffar inte. Fantomenergi har w < −1, vilket betyder att dess densitet ökar när universum expanderar.

Ett universum som domineras av fantomenergi är ett accelererande universum som expanderar i en ständigt ökande hastighet. Detta innebär dock att storleken på det observerbara universum och den kosmologiska händelsehorisonten ständigt krymper – avståndet från vilket objekt kan påverka en observatör blir allt närmare, och avståndet över vilket interaktioner kan fortplanta sig blir allt kortare. När horisontens storlek blir mindre än någon speciell struktur kan ingen växelverkan av någon av de fundamentala krafterna ske mellan de mest avlägsna delarna av strukturen, och strukturen "rivs isär". Själva tidens utveckling kommer att stanna. Modellen antyder att det efter en ändlig tid kommer att finnas en slutlig singularitet, kallad "Big Rip", där det observerbara universum så småningom når noll storlek och alla avstånd divergerar till oändliga värden.

Författarna till denna hypotes, ledda av Robert R. Caldwell från Dartmouth College , beräknar tiden från nutid till Big Rip vara

$t_{\mathrm {rip} }-t_{0}\approx {\frac {2}{3\left|1+w\right|H_{0}{\sqrt {1- \Omega _{\mathrm {m} }}}}}$

₀ där w definieras ovan, H är Hubbles konstant och Ω _m är nuvärdet av densiteten för all materia i universum.

galaxhopens hastigheter av Chandra röntgenobservatoriet verkar dock tyda på att värdet på w är ungefär -0,99, vilket betyder att Big Rip inte kommer att inträffa.

Författarnas exempel

₀ I sin artikel betraktar författarna ett hypotetiskt exempel med w = −1,5, H = 70 km/s/Mpc och Ω _m = 0,3, i vilket fall Big Rip skulle inträffa cirka 22 miljarder år från nuet. I detta scenario galaxer först separeras från varandra cirka 200 miljoner år före Big Rip. Ungefär 60 miljoner år före Big Rip skulle galaxer börja sönderfalla när gravitationen blir för svag för att hålla ihop dem. Planetsystem som solsystemet skulle bli gravitationsmässigt obundna cirka tre månader före Big Rip, och planeter skulle flyga iväg in i det snabbt expanderande universum. Under de sista minuterna skulle stjärnor och planeter slitas isär, och de nu spridda atomerna skulle förstöras cirka 10–19 ^sekunder före slutet. Vid den tidpunkt då Big Rip inträffar skulle till och med rumtiden i sig slitas isär och skalfaktorn skulle vara oändligt.

Observerat universum

₀ Bevis indikerar att w är mycket nära −1 i vårt universum, vilket gör w till den dominerande termen i ekvationen. Ju närmare w är −1, desto närmare är nämnaren noll och desto längre är Big Rip i framtiden. Om w var exakt lika med −1, kunde Big Rip inte ske, oavsett värdena på H eller Ω _m .

Enligt de senaste tillgängliga kosmologiska data är osäkerheterna fortfarande för stora för att skilja mellan de tre fallen w < −1, w = −1 och w > −1.

Se även

• Big Bounce – Hypotetisk kosmologisk modell för ursprunget till det kända universum
• Big Crunch – Teoretiskt scenario för universums ultimata öde
• Big Chill – Framtidsscenario om universums expansion kommer att fortsätta för alltid eller inte
• Entropi (tidpil) – endast kvantitet inom de fysiska vetenskaperna som kräver en viss tidsriktning Sidor som visar wikidata-beskrivningar som reserv
• Falskt vakuumförfall – Hypotetiskt vakuum, mindre stabilt än sant vakuum
• Universums värmedöd – universums möjliga öde
• " Sista kontakt " – En novell som beskriver hur Big Rip skulle vara ur ett vardagsperspektiv

externa länkar

• Hejdå, Dennis (17 februari 2004). "Från rymden, en ny syn på domedagen" . New York Times .
• Devlin, Hannah (3 juli 2015). "Så här slutar världen: inte med en smäll, utan med en stor rivning" . The Guardian .
• Mastin, Luke (2009). "The Big Crunch, the Big Freeze and the Big Rip" . Universums fysik .