Большой разрыв - Big Rip

Часть серии по
Физическая космология
Изображение полного неба, полученное по данным WMAP за девять лет
  • Категория Категория
  • Крабовидная туманность.jpg Астрономический портал

В физическая космология, то Большой разрыв это гипотетический космологическая модель касательно окончательная судьба вселенной, в которой иметь значение из вселенная, от звезд и галактик до атомов и субатомных частиц, и даже пространство-время сам, постепенно разрывается на части расширение вселенной в определенное время в будущем, пока расстояния между частицами не станут бесконечными. Согласно стандартной модели космологии масштаб Вселенной, как известно, ускорение и в будущую эру доминирования космологических констант будет экспоненциально расти. Однако это расширение аналогично для каждого момента времени (отсюда экспоненциальный закон - расширение локального объема такое же количество раз за один и тот же интервал времени) и характеризуется неизменным, малым Постоянная Хаббла, эффективно игнорируется любыми связанными материальными структурами. Напротив, в сценарии Большого разрыва постоянная Хаббла увеличивается до бесконечности за конечное время.

Возможность внезапного разрыва необычность происходит только для гипотетической материи (фантомной энергии) с неправдоподобными физическими свойствами.[1]

Обзор

Основные статьи: Будущее расширяющейся Вселенной, Тепловая смерть вселенной, Хронология далекого будущего, и Конечная судьба вселенной

Истинность гипотезы зависит от типа темная энергия присутствует в нашем вселенная. Тип, который может подтвердить эту гипотезу, - это постоянно увеличивающаяся форма темной энергии, известная как фантомная энергия. Если темная энергия во Вселенной будет неограниченно расти, она сможет преодолеть все силы, скрепляющие Вселенную. Ключевое значение - это уравнение состояния параметр ш, то соотношение между давлением темной энергии и ее плотность энергии. Если -1 <ш <0, расширение Вселенной имеет тенденцию ускоряться, но темная энергия имеет тенденцию рассеиваться со временем, и Большого разрыва не происходит. Фантомная энергия ш <−1, что означает, что его плотность увеличивается по мере расширения Вселенной.

Вселенная, в которой доминирует фантомная энергия, - это ускоряющаяся вселенная, расширяясь с постоянно увеличивающейся скоростью. Однако это означает, что размер наблюдаемая вселенная и горизонт частиц постоянно сокращается - расстояние, на котором объекты удаляются со скоростью света от наблюдателя, становится все ближе, а расстояние, на которое могут распространяться взаимодействия, становится все короче. Когда размер горизонта частиц становится меньше, чем какая-либо конкретная структура, никакое взаимодействие со стороны фундаментальные силы может возникнуть между самыми удаленными частями конструкции, и конструкция будет «разорвана». Модель подразумевает, что по прошествии конечного времени произойдет окончательная сингулярность, названная «Большой разрыв», в которой наблюдаемая Вселенная в конечном итоге достигает нулевого размера, а все расстояния расходятся до бесконечных значений.

Авторы этой гипотезы во главе с Роберт Р. Колдуэлл из Дартмутский колледж, рассчитайте время от настоящего до Большого разрыва

где ш определено выше, ЧАС0 является Постоянная Хаббла и Ωм представляет собой текущее значение плотности всей материи во Вселенной.

Однако наблюдения за скопление галактик скорости Рентгеновская обсерватория Чандра кажется, предлагает ценность ш приблизительно -0,991, что означает, что Большого разрыва не произойдет. [2]

Пример авторов

В своей статье авторы рассматривают гипотетический пример с ш = −1.5, ЧАС0 = 70 км / с / Мпк, и Ωм = 0,3, и в этом случае Большой разрыв произойдет примерно через 22 миллиарда лет от настоящего времени. В этом сценарии галактики сначала будут отделены друг от друга примерно за 200 миллионов лет до Большого разлома. Примерно за 60 миллионов лет до Большого разрыва галактики начали бы распадаться, поскольку гравитация становилась слишком слабой, чтобы удерживать их вместе. Планетные системы словно Солнечная система станет гравитационно несвязанным примерно за три месяца до Большого разрыва, и планеты улетят в быстро расширяющуюся Вселенную. В последние минуты звезды и планеты будут разорваны на части, и теперь рассредоточенные атомы будет уничтожено около 10−19 секунд до конца. В то время, когда произойдет Большой разрыв, даже само пространство-время будет разорвано на части, а масштабный коэффициент будет бесконечен.[3]

Наблюдаемая Вселенная

Доказательства указывают ш быть очень близким к -1 в нашей Вселенной, что делает ш доминирующий член в уравнении. Чем ближе ш равно −1, чем ближе знаменатель к нулю и тем дальше Большой разрыв будет в будущем. Если ш были точно равны −1, Большого разрыва не могло произойти, независимо от значений ЧАС0 или Ωм.

Согласно последним доступным космологическим данным, погрешности все еще слишком велики, чтобы различать три случая. ш < −1, ш = −1, и ш > −1.[4][5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Эллис, Джордж Ф. Р.; Маартенс, Рой и МакКаллум, Малкольм А. Х. (2012). Релятивистская космология. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. стр.146 –147. ISBN  978-0-52138-115-4.
  2. ^ Вихлинин, А .; Кравцов, А.В .; Буренин, Р.А.; и другие. (2009). "Проект космологии скопления Чандра III: ограничения космологических параметров". Астрофизический журнал. 692 (2): 1060–1074. arXiv:0812.2720. Bibcode:2009ApJ ... 692.1060V. Дои:10.1088 / 0004-637X / 692/2/1060.
  3. ^ Колдуэлл, Роберт Р .; Камионковски, Марк; Вайнберг, Невин Н. (2003). «Фантомная энергия и космический конец света». Письма с физическими проверками. 91 (7): 071301. arXiv:Astro-ph / 0302506. Bibcode:2003ПхРвЛ..91г1301С. Дои:10.1103 / PhysRevLett.91.071301. PMID  12935004.
  4. ^ «Результаты 9-летней миссии WMAP». wmap.gsfc.nasa.gov. Получено 22 сентября 2017.
  5. ^ Allen, S.W .; Rapetti, D.A .; Schmidt, R.W .; Ebeling, H .; Morris, R.G .; Фабиан, А. С. (2008). «Улучшены ограничения на темную энергию из рентгеновских наблюдений Chandra самых больших релаксированных скоплений галактик». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 383 (3): 879. arXiv:0706.0033. Bibcode:2008МНРАС.383..879А. Дои:10.1111 / j.1365-2966.2007.12610.x. S2CID  18200810.

внешняя ссылка