Астрономія без телескопа - великі рипи та маленькі рипи

Pin
Send
Share
Send

Однією з ряду, здавалося б, неправдоподібних особливостей темної енергії є те, що її щільність вважається постійною з часом. Отже, навіть хоча Всесвіт розширюється з часом, темна енергія не розбавляється, на відміну від решти вмісту Всесвіту.

У міру розширення Всесвіту здається, що більше темної енергії з'являється з нізвідки для підтримки постійної темної щільності енергії Всесвіту. Таким чином, з часом темна енергія стане все більш домінуючою частиною спостережуваного Всесвіту - пам’ятаючи, що вона вже оцінюється як 73%.

Просте рішення цього полягає в тому, щоб сказати, що темна енергія - це особливість, властива тканині простору-часу, так що в міру розширення Всесвіту і збільшення простору-часу збільшується темна енергія, і її щільність залишається постійною. І це добре, якщо ми потім визнаємо, що це не так дійсно енергія - оскільки наші інакше високонадійні три закони термодинаміки явно не дозволяють енергії поводитися таким чином.

Просте рішення для пояснення рівномірного прискорення розширення Всесвіту полягає в тому, щоб запропонувати, що темна енергія має особливість негативного тиску - де негативний тиск є властивістю розширення.

Застосовуючи цю таємничу логіку до спостереження, спостережувана очевидна площинність геометрії Всесвіту говорить про те, що відношення тиску темної енергії до темної щільності енергії становить приблизно 1 або правильніше -1, оскільки ми маємо справу з негативним тиском. Цей взаємозв'язок відомий як рівняння стану темної енергії.

Роздумуючи про те, що може статися у майбутньому Всесвіту, легким рішенням є припустити, що темна енергія є якою б вона не була - і що це співвідношення тиску до щільності буде підтримуватися на рівні -1 на невизначений термін, що б там не було.

Але космологи рідко радо залишають там речі і гадають, що може статися, якщо рівняння стану не залишиться на рівні -1.

Якщо з часом зменшилася щільність темної енергії, швидкість прискорення універсального розширення знизилася б і потенційно припиниться, якщо співвідношення тиску / щільності досягне -1/3. З іншого боку, якщо темна щільність енергії зросла і відношення тиску / щільності опустилося нижче -1 (тобто до -2, або -3 тощо), то ви отримаєте сценарії фантомної енергії. Фантомна енергія - це темна енергія, яка з часом збільшує свою щільність. І зупинимось тут, щоб пам’ятати, що Фантом (привид, який ходить) - вигаданий персонаж.

Так чи інакше, коли Всесвіт розширюється і ми дозволяємо збільшувати щільність фантомної енергії, вона потенційно наближається до нескінченного протягом обмеженого періоду часу, викликаючи Великий розрив, оскільки Всесвіт стає нескінченним за масштабом і всі пов'язані структури, аж до субатомних частинок , розриваються. При співвідношенні тиску / щільності всього -1,5 цей сценарій може розгортатися протягом всього 22 мільярдів років.

Фрамптон та ін пропонують альтернативний сценарій Little Little Rip, коли співвідношення тиску / щільності з часом змінюється, так що пов'язані структури все ще розриваються, але Всесвіт не набуває нескінченних масштабів.

Це може підтримувати циклічну модель всесвіту, оскільки вона оточує проблеми з ентропією. Гіпотетичний Великий Вибух - циклічний Всесвіт Великого Краху має проблеми з ентропією, оскільки втрачається вільна енергія, коли все стає гравітаційно пов'язаним - так що ви просто в кінці розчаруваєтеся з величезною чорною дірою.

Маленький розрив потенційно дає вам перезавантажити ентропію, оскільки все розбито на частини і так може прогресувати з нуля через довгий процес гравітаційного зв’язку знов - генеруючи нові зірки та галактики в цьому процесі.

Так чи інакше, недільний ранок - час для Великого обіду.

Подальше читання: Frampton et al. Маленький розрив.

Pin
Send
Share
Send