Teoria do universo oscilante

Vista do universo profundo de Hubble. O universo está se expandindo atualmente, mas de acordo com a teoria do universo oscilante, chega um tempo que se contrai. Fonte: Wikimedia Commons.

O Teoria do universo oscilante o Universo Cíclico propõe que o universo se expanda e se contraa indefinidamente. Richard Tolman (1881-1948), um matemático do Instituto Tecnológico da Califórnia, propôs uma teoria do universo pulsante com uma fundação matemática por volta de 1930.

Mas a idéia não era nova para o tempo de Tolman, já que ex -escrituras védicas já haviam proposto algo semelhante a 1500 a.C, afirmando que todo o universo estava contido em um ovo cósmico chamado Brahmanda.

Graças a Edwin Hubble (1889-1953), está provado que o universo está atualmente em expansão, que, segundo a maioria dos astrônomos, está atualmente acelerando.

Proposta da teoria do universo oscilante

O que Tolman propõe é que a expansão do universo ocorra graças ao impulso inicial do Big Bang e parará uma vez que dito a cessação de impulso pela ação da gravidade.

De fato, o cosmologista russo Alexander Friedmann (1888-1925) já havia introduzido matematicamente em 1922 a idéia de uma densidade crítica do universo, abaixo da qual se expande sem que a gravidade seja capaz de evitá-la, enquanto acima, essa mesma gravitação evita a expansão e causa sua contração até chegar ao colapso.

Bem, em sua teoria de Tolman, ele prevê que a densidade do universo chegará a um ponto em que a expansão para graças ao freio gravitacional, e a fase de contração começará, chamado Big Crunch.

Big Crunch Representation

Durante esta fase, as galáxias se aproximarão e mais para formar uma enorme massa incrivelmente densa, o que causará colapso previsto.

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A teoria também postula que o universo não tem um início e fim específicos, pois é construído e destruído alternadamente em ciclos de milhões de anos.

A matéria primordial

A maioria dos cosmologistas aceita a teoria do Big Bang como a origem do universo, que foi formada através da grande explosão original, em uma forma específica de matéria e energia de densidade inimaginável e temperatura enorme. 

A grande crise, o eixo vertical representa a expansão ou contração, dependendo do tempo

Desse ótimo átomo inicial emergiu as partículas elementares que conhecemos: prótons, elétrons e nêutrons, na forma chamada ylem, Uma palavra grega que o sábio Aristóteles havia usado para se referir à substância primária, a fonte de toda a matéria. 

Ele ylem Ele esfriando gradualmente à medida que se expandiu, tornando -se menos denso em um momento. Esse processo deixou uma marca de radiação no universo, que foi detectada atualmente: o fundo de radiação de microondas.

Partículas elementares começaram a se combinar e formar o assunto que conhecemos em minutos de minutos. Então o ylem Foi sucessivamente transformado em uma substância e outra. A ideia de ylem É o que deu exatamente o do universo pulsante.

De acordo com a teoria do universo pulsante, antes de atingir essa fase expansiva em que estamos agora, é possível que houvesse outro universo semelhante ao atual, que se contraiu até que formou o ylem.

Ou talvez o nosso seja o primeiro dos universos cíclicos que ocorrerão no futuro.

Big Bang, Big Crunch e Entropy

O Big Bang apresentou em duas dimensões: espaço e tempo

Segundo Tolman, cada sequência de oscilação do universo começa com um big bang, no qual o ylem Dá origem a todo o assunto que conhecemos e termina com a grande crise, o colapso em que o universo entra em colapso.

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No período de tempo entre um e outro, o universo se expande até que a gravidade pare.

No entanto, como o próprio Tolman percebeu, o problema está na segunda lei da termodinâmica, que afirma essa entropia - sofrendo de desordem - de um sistema nunca diminui.

Imagem de todo o céu do universo criado a partir de nove anos de dados WMAP

Portanto, cada ciclo deve ser mais longo que o anterior, se talvez o universo fosse capaz de manter a memória de sua entropia anterior. Ao aumentar a duração de cada ciclo, um ponto em que o universo tenderia a se expandir indefinidamente chegaria.

Outra conseqüência é que, de acordo com esse modelo, o universo é finito e em algum ponto distante no passado teve que ter uma origem.

Para corrigir o problema, Tolman disse que, ao incluir a termodinâmica relativística, essas restrições desapareceriam, permitindo uma série indefinida de contrações e expansões do universo.

A evolução do universo

O parâmetro de densidade determina três geometrias possíveis do universo

O cosmologista russo Alexander Friedmann, que também era um grande matemático, descobriu três soluções para as equações de Einstein. São 10 equações que fazem parte da teoria da relatividade e descrevem como o espaço-tempo é curvado devido à presença de matéria e gravidade.

As três soluções de Friedmann levam a três modelos do universo: um fechado, outro aberto e um terceiro avião. As possibilidades oferecidas por essas três soluções são:

• Um universo em expansão pode parar de expandir e contratar novamente.
• O universo em expansão pode atingir um estado de equilíbrio.
• A expansão pode continuar para o infinito.

O Big Rip

Recreação artística BIG RIP

A taxa de expansão do universo e a quantidade de matéria presente nela são as chaves para reconhecer a solução correta dos três mencionados.

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Friedmann estimou que a densidade crítica que foi referida no início é de cerca de 6 átomos de hidrogênio para cada medidor cúbico. Lembre -se de que hidrogênio e hélio são os principais produtos do ylem Após o Big Bang e os elementos mais abundantes do universo.

Até agora, os cientistas concordam que a densidade do universo atual é muito baixa, de modo que não é viável com ele para gerar uma força de gravidade que diminui a expansão.

Então nosso universo seria um universo aberto, que poderia terminar na grande lágrima ou grande RIP, onde a matéria é separada em partículas subatômicas que nunca mais se juntam. Este seria o fim do universo que conhecemos.

Matéria escura é fundamental

Presença de matéria escura, quando a imagem se aproxima das curvaturas produzidas por lentes gravitacionais pode ser observada. Fonte: NASA/ESA

Mas você tem que levar em conta a existência de matéria escura. Matéria escura não pode ser vista ou detectada diretamente, pelo menos por agora. Mas seus efeitos gravitacionais sim, uma vez que sua presença explicaria as alterações gravitacionais em muitas estrelas e sistemas.

Como acredita -se que a matéria escura ocupa até 90 % do universo, nosso universo pode ser fechado. Nesse caso, a gravidade seria capaz de compensar a expansão, levando -a a uma grande crise, como descrito antes.

De qualquer forma, é uma idéia fascinante, que ainda tem muito campo aberto a especulações. No futuro, é possível que a verdadeira natureza da matéria escura, se existir, seja exposta.

Já existem experimentos para isso nos laboratórios da estação espacial internacional. Enquanto isso, em experimentos terrestres também são realizados para obter a matéria escura de matéria normal. As descobertas que o resultado serão fundamentais para entender a verdadeira natureza do universo.