Világegyetem

A Hubble Ultra-Deep Field képe. Több száz galaxis található ezen a képen, és csak az éjszakai égbolt apró régióját mutatja.
Ez nem rakétatudomány, hanem ...
Csillagászat
link =: kategória:
A végső határ
A szakadék hátranéz
Emlékezz fiamra, az univerzum nagy hely - talán a legnagyobb!
—Kilgore Trout
A tér nagy. Nagyon nagy. Csak nem fogja elhinni, hogy milyen hatalmas, elgondolkodtatóan hatalmas. Úgy értem, azt gondolhatja, hogy hosszú az út a vegyészhez vezető úton, de ez földimogyoró az űrbe
- A stoppos útmutató a galaxishoz

A világegyetem minden!

Az összes tér és idő , és mindent, ami benne van, univerzumnak nevezzük. Ide tartozik, amit láthatunk, amit nem láthatunk, amit tudunk, hogy nem láthatunk, és amit minem tudom, hogy nem láthatunk. Még az univerzumon kívül is az univerzum része (bár egyesek úgy gondolják, hogy univerzumunk valójában egy nagyobb „multiverzum” része, ami azt jelenti, hogy a világegyetemet alkotó elképzelésünknek meg kell változnia).

Senki sem tudja, honnan jött, természetesen, kivéve kreacionisták aki tudni hogy Isten volt az, aki elkészítette (és konkrétan:azok Isten ). Honnan jött Isten, senki sem tudja. Tehát mindannyian ugyanabban a hajóban vagyunk.

Igazából nem számít annyira, ha belegondol.

Tartalom

A világegyetem története

Míg egyesek úgy gondolják, hogy az univerzum a hatnapos időtartam körülbelül 6000–10 000 évvel ezelőtt a mért tények fájdalmasan tévednek, hacsak nem iratkozik fel Múlt csütörtök vagy hasonló gondolat, de ez itt lényegtelen sejtés.

Úgy tűnik, hogy az univerzum körülbelül 13,8 milliárd évvel ezelőtt alakult ki a téridő gyors és hatalmas kiterjedésével, az úgynevezett Nagy durranás . A kezdeti felfújás után az energetikai részecskék lehűltek, és nukleáris reakciók hozták létre azt, amivé válni kellett ügy , amely végül galaxisokat alkotva összeállt és csillagok . A csillagok evolúciója során nehezebb elemeket állítottak elő, ami a későbbi generációs csillagrendszerekhez olyan bolygókat tartalmaz, amelyek néha nagyrészt ezekből a nehéz elemekből állnak - sziklás bolygók .



A mi Naprendszer nagyjából 4,5 milliárd éves, és egy maroknyi ilyen sziklás bolygó és kisebb törmelék található benne négy mellett gázóriások , amelyek nagyrészt könnyebb elemekből és vegyületekből állnak. Hosszú lehűlés után a mi bolygó vendégszeretővé vált a evolúció a nagyon összetett szerves vegyületek közül, amelyekről ma már ismert, hogy az univerzumban bővelkednek. Az említett vegyületek egyik gyűjteménye nem rég írta ezt, míg egy másik gyűjtemény most olvassa.

Szerkezet

A legnagyobb méretarányban az Univerzum megmutatja végtelen teknőshalmaz, egymás alatt egy olyan szerkezet, amelyben a galaxisok és a galaxishalmazok hosszú, hálószerű szálakba és nagy üregeket körülvevő falakba vannak elrendezve, amelyekben alig van több, mint sötét energia és egy csomó elszigetelt galaxis, galaktikus szuperklaszterek általában a kozmikus csomópontokban vannak szövés, mintha gyakran ismernék, növekszik a szálak rovására, miközben az üregek egyre nagyobbak, ahogy az Univerzum egyre gyorsabban tágul. Ezt elméleti modellek, valamint számítógépes szimulációk jósolták. Amint azt az elmélet is megjósolta (az ún ΛCDM modell, amelyben egy kozmológiai állandó Λ társul sötét energia , és C régi D bárka M újra megfigyelések megerősítik, hogy a dolgok „alulról felfelé” növekednek, mivel a kis galaxisok és a galaxishalmazok együttesen nagyobb galaxisokat és halmazokat alkotnak.

Ezeknek a struktúráknak az eredete az anyag túlterhelésének tulajdonítható, amelyet a kozmikus infláció után keletkezett kvantumingadozások okoztak, és amelyek szinte az összeset kitörölték. Nagy durranás .

Friedmann-univerzumok és az univerzum alakja

Az anyaggal teli világegyetemek esetében az univerzum sorsa szorosan kapcsolódik geometriájához, az alábbiakban leírtak szerint; azaz ha nagy méretarányú tér ívelt vagy sem. Három alapvető lehetőség létezik, az úgynevezett Friedmann-univerzumok, amelyek az anyag és az energia sűrűségére vonatkoznak. Ne feledje azonban, hogy univerzumunknem éppen illike kategóriák bármelyikébe. A Friedmann-univerzumok gyakran szerepelnek a népszerű tudományos forrásokban, különösen az idősebbekben, valamint az 1990-es évekbeli és korábbi tudományos tankönyvekben (mert a sötét energiáról csak 1999-ben értesültünk). Ne feledje azonban, hogy vannakfelváltottamint univerzumunk lehetséges leírása.

  • Egy nyitott univerzum, amelynek negatív görbülete van. Ebben a forgatókönyvben a háromszög szöge kevesebb, mint 180 °, és két párhuzamos egyenes előbb-utóbb eltér egymástól. Ennek az univerzumnak kisebb a sűrűsége, mint amennyi a tágulásának megállításához szükséges, és örökké bővülni fog.
  • Lapos univerzum, amelynek nincs görbülete. Itt a Euklideszi geometria az iskolákban tanítottak: 180 ° -os háromszög és két párhuzamos egyenes szöge mindig párhuzamos lesz. Éppen az a kritikus sűrűség szükséges, hogy megállítsa a terjeszkedését ... végtelen idő után.
  • Zárt univerzum, amelynek pozitív görbülete van. Az ilyen típusú Világegyetem háromszögei látják, hogy szögeik összeadódnak-e több mint 180 ° -kal, és két párhuzamos vonal konvergál. Ez olyan sűrű, hogy előbb-utóbb összeomlik egy nagy összeomlássá.

A jelenlegi adatok alátámasztják a lapos univerzumot (nem mérhető) görbület és a kritikus sűrűség a sötét energia hozzáadása után.nemazt jelenti, hogy az Univerzumnak végtelennek kell lennie, ahogy általában mondják, mivel nem csak anyaggal van tele, hanem jelentős mennyiségű sötét energiával is, amely másként viselkedik. Vannak olyan véges univerzumok, amelyeknek nincs görbülete, például a tórusz (egy dougnhut alakú univerzum. Mmmmm ... fánk) vagy egy szarvszerű szerkezet, amelyek kompatibilisek a megfigyeléseinkkel. Vagy a görbülete olyan kicsi lehet, hogy a jelenlegi berendezéssel nem lehet mérni.

A világegyetem mérete

Mekkora az Univerzum? Nagyon fontos figyelmeztetés amegfigyelhetőUniverzumateljesVilágegyetem. Az előbbi természetesen annak a részének felel meg, amely a Földről látható, és amely ránk központú gömbnek tekinthető, amelynek átmérője körülbelül 93 milliárd fényév. Nem tudjuk, mi van ezen a láthatáron, és az Univerzum tágulása miatt a távoli jövőben nem tudunk sokkal távolabb megfigyelni (valójában látni fogjukkevesebb és kevesebb), de úgy gondolják, hogy nagy valószínűséggel ugyanazok a dolgok alkotják az Univerzum sarkát. Ez utóbbi mérete ismeretlen, és az Univerzum néhány korábbi javaslatától függkisebbmint a megfigyelhető, és amelyekben a távoli galaxisok valójában közelebbiek képei lennének, akiknek fénye képes volt megkerülni, valószínűségi számításokon alapuló becslésekhez vagy a kozmikus infláció elméletén alapuló előrejelzésekhez. Ily módon megvanAlsó5 vagy 250 kötet közötti tartományokat korlátozza. Ha a inflációs elmélet A megfelelő méretbecslések a megfigyelhető univerzum lenyűgöző 3x10-szeresétől alegalábbészbontó 10 megaparsek , ami gyakorlatilag végtelen. Ez azt feltételezve, hogy valójában nem végtelen, mint fentebb említettük.

A világegyetem jövője

Alleluja!

A világegyetem vége érdekes téma, amelyet sok ember feltételezett az évezredek során.

Emberi megértés

Lásd a témáról szóló fő cikket: A világ végére vonatkozó jóslatok listája

Amíg a modern Tudományos kor , 'az univerzum jövőjét uralták vallási értelmezések. Nagyjából Ábrahámi és európai leszármazott vallások ezek valamiféle végső „Ítélet Napját” vagy egyetemes katasztrófát jelentették. Más hitek a folytonos örök lét valamilyen formáját tervezték. Ezeknek az elképzeléseknek szinte mindegyikét az indítja el, hogy nem akarnak hinni a személyes megszakításban (halál), és ezeket még mindig a papi osztályok 'ahogy egyikük is megvigasztalja:' Ne aggódjon az Ön állapota miatt itt a Földön. Jöjjön el azon a napon, amikor csatlakozik az Úrhoz a Mennyben, vagy fenyegetésként: „Ha nem tartja be az akkor kiadott szabályokat, akkor jöjjön el a nap, akkor nem szabadul meg.” E szcenáriók többsége a felelősök önnövelésétől (vagy cupido-jától!) És azok rájuk fekvő tudatlanságától (vagy hülyeségétől) függött.

A tudomány felemelkedése

Amint a műveltek elkezdték felfedezni a körülöttük lévő világot, és ahogy az oktatás lefelé terjedt a társadalomban, minden kérdés kezdete és vége felmerült.

Univerzum elképzelése gondolkodás, irányító erő nélkül az események állandó befolyásolása a feljegyzett történelem nagy részében szükségszerűen rejtett hit volt, mivel az ilyen elképzelések opprobiumot és szankciót hoztak bárki számára, aki elég bátor (vagy buta) volt ahhoz, hogy kifejezze őket. Ez a helyzet továbbra is fennáll néhány rész a világ.

A természettudományi filozófusok, a mai tudósok előfutárai, a világ összes ősi civilizációjában kezdték meg a róluk szóló világ leírását, de csak kevesen mertek kimondani ateista világképet.

Modern értelmezés

Fő tétel: Az Univerzum végső sorsa

Edwin Hubble felfedezése az Univerzum terjeszkedéséről vezetett a Nagy durranás és az univerzum eredete, de végső sorsa régóta vita és vita tárgya.

Kihagyva a „Steady State” elméletet (egy ma már hiteltelenné vált hipotézis, miszerint az univerzumot az üres térben az atomok spontán termelése folyamatosan pótolja), a közelmúltig három lehetséges út állt rendelkezésre az Univerzum számára, annak teljes sűrűségének értékétől függően:

  1. az örökkévalóság folyamatos terjeszkedése (Nyitott univerzum)
  2. csökkenő terjeszkedés végtelen idő után (lapos univerzum)
  3. csökkenő tágulás, majd összehúzódás a ' Nagy Crunch '(Zárt univerzum)

Most úgy gondolják, hogy a teljes anyag és energia a világegyetem többnyire (legalább 90% és legfeljebb 97%) fizikailag nem észlelhető (bármilyen hagyományos eszközzel), de jelenléte következményeire következtetni lehet. Ez az anyag és az energia csak a „normális” anyagra van hatással gravitációsan .

Számítások szerint sok mindenről van szó tömeg bezárva sötét anyag segítve a galaxisok összetartását. Erre azért van szükség, hogy megmagyarázzuk a csillagok forgási sebességét a galaxisok külső szélein. Csak a megfigyelhető tömegű tömeggel a külső csillagoknak „el kell forogniuk”, és elvesznek a galaxisok felé.

Sötét energia úgy gondolják, hogy áthatja az egész teret és negatív gravitációs hatással bír, ezáltal minden anyag felgyorsul a szomszédaitól. (Képzeljük el, mint azt a nyomást, amely egy léggömb tágulását okozza. Ez az energia pecsételi meg az Univerzum végső sorsát, mint a fenti (1) és (2) változatait, vagyis folyamatosan növekvő tágulást, vagymajdnemígy.

Big Freeze

Ennek a sötét energiának a jelenléte arra készteti az asztrofizikusokat, hogy azt higgyék, hogy az univerzum sorsa, gyakran nevezikBig Freeze(vagyNagy nyafogás) alacsony hőmérsékletű (10 Kelvin) tenger fotonok néhány kóborral elektronok és positronok . Alapvetően az egész folyamat a rendelkezésre álló „felhasználásán” megy keresztül hidrogén és hélium és mindazon anyag „párolgása”, amely nem fekete lyukak formájában történik, a protonok és neutronok és a fekete lyukak - kibocsátásával Hawking-sugárzás . Ez akár 10-ig is eltarthat (igen, ez tízezerötszáz) évek. Ez vár egy lapos vagy nyitott univerzumra.

Nagy Crunch

Ha azonban az Univerzum összeomlani kezd, a hipotetikus megfigyelők egy ideig nem veszik észre a hatásokat a fénysebesség (feltételezve, hogy addigra voltak megfigyelők, mivel az összehúzódás a távoli jövőben kezdődhet meg, miután a csillagok kipihentek, vagy még rosszabb). Többé-kevésbé hosszú idő után, amelyet a kozmikus mikrohullámú háttér hőmérsékletének folyamatos emelkedése jelez, galaxisok és galaxisok halmazai ütköznek és összeolvadnak, majd a saját csillagok következnek, és a vég, a „Nagy roppanás” formában jelenik meg az összes fekete lyuk összeolvad egy humongoussá, amely mindent elnyel, ami talán megmaradtújraindításegy új Nagy Bummban.

Egyéb lehetséges (rossz) befejezések

Ha a kozmikus infláció jelenlegi üteme még gyorsabban nőtt, mint azt egy kozmológiai állandó feltételezi, és a sötét energia a fantomenergia , az univerzum megszűnhetlakhatójóval azelőtt, hogy minden elhalványulna. A modelltől függően mindössze 20 milliárd év alatt az univerzum olyan gyorsan terjeszkedhet, hogy a galaxistól és a galaxishalmazoktól kezdve egészen a legvégén a saját szubatomi részecskékig minden szétszakad. Ezt hívják „Big Rip” -nek.

Ez a cél azonban azt feltételezné, hogy a sötét energia sűrűsége az idő múlásával nem marad állandó, hanem valóban növekszik, aminek következtében a világegyetem gyorsulása korlátlanul növekszik. Eddig a sötét energia sűrűségének növekedését nem mérték, és feltételezhető, hogy stabil a kozmológia standard modelljében. Ha ez igaz, akkor több milliárd év múlva az akkor megfigyelhető univerzum távoli pontjai olyan gyorsan felgyorsulnak tőlünk, hogy ismét kifelé távoznak a megfigyelhető univerzumból. Idővel egyre több galaxist érint ez, míg a végén egy nagyon régi Milkdromeda galaxis lesz az egyetlen, ami az egész univerzumban látható. Az univerzum végső sorsa ekkor lesz a fenti Nagy Fagy.

Újabb javasolt Game Over jöhet, ha az Univerzum szerkezete nem lenne teljesen stabil. Ebben a forgatókönyvben a stabil fázisra való áttérés egy igazi stabil tér buborékja lenne, amely a régi Univerzumot felemésztő fénysebességgel tágulna, anélkül, hogy látná a dolog eljövetelét vagy észrevenné annak hatásait, és mindent átalakítana. amikor valami újdonságba került, de ugyanakkor egy központi szingularitás összeomlását okozta. Ez ismeretlenamikorésholez elkezdődhet, ezért aludj jól.

Tudományos-fantasztikus

Különböző, a végéhez közeli időket írtak le, vagy karakterek foglalták el tudományos-fantasztikus . Az Univerzum végén található egy szép étterem, amely állatbarát, és kedvtelésből tartott majmoknak ad helyet az asztalnál. Egy nehéz éjszakai karusszát követően a város másik végén található Big Bang Burger bár remek hely, ahol hatalmas hasábburgonya , azoknak a nemkívánatos toxinoknak a felszívására, amelyek mindig a választott mámorítót kísérik.

Termodinamika

Az „univerzum” szaknyelv a termodinamikában. Az univerzumot a rendszer és a környezet alkotja a termodinamika szerint. Szerint a A termodinamika második törvénye , az univerzum entrópiája idővel növekszik. Állandó nyomású rendszerben a hő exoterm folyamatban távozik a rendszerből, de az energia megmarad.

Költői értelmezések

  • Robert Frost:
- Egyesek szerint a világnak tűz lesz a vége,
egyesek szerint jég.
Abból, amit megkóstoltam a vágyból
Tartom azokat, akik a tüzet kedvelik.
De ha kétszer el kellett pusztulnia,
Azt hiszem, ismerek elég gyűlöletet
Mondani, hogy pusztításra jég
Nagyszerű is
És elég lenne.
  • T.S. Eliot:
- Így végződik a világ
Nem durranással, hanem nyöszörgéssel.

Multiverzum

Bár ez egy olyan kifejezés, amely a tudományos fantasztikához kapcsolódik leggyakrabban, kozmológiailag a multiverzum 'az a hipotetikus birodalom, amely univerzumunkat, valamint számos lehetséges más világot tartalmaz. Sok fizikus valóban komolyan veszi a multiverzum elméletét, köztük Andrei Linde, Alan Guth, Stephen Hawking , Michio Kaku , David Deutsch, Max Tegmark, Steven Weinberg, Hugh Everett, Raj Pathria, Alexander Vilenkin és Brian Greene.

Talán több univerzum is volt, többszörös nagy durranással, és minden új univerzum a kozmikus kocka különböző tekercsét kapja, ezáltal különböző fizikai törvényekkel rendelkezik. Vannak olyan elméletek, amelyek multiverzumhoz vezethetnek: örök infláció, húrelmélet, szuperhúrelmélet, fekete lyuk kozmológia, M-elmélet, Brane-kozmológia, holografikus elv és a sok világ értelmezése, valamint néhány, a fentiekben Max néven említett fizikus Tegmark még megkísérelte osztályozni az univerzum különböző típusait, amelyek tőle eltérnek I. szint (az Univerzum részei nagyon messze túl azon a megfigyelhetőnkön, ahol - természetesen - a fizikai törvények megegyeznének, mint a térfoltunkban) az övéivel IV. Szint (Univerzumok, amelyek más matematikát használnak, nem csak fizikai törvényeket, mint a miénk). Ez egy filozófiailag kielégítő értelmezése finomhangolt univerzum probléma. Azonban ez is teljesen durván tomboló értékelhetetlen :

Először is, hogyan kell tesztelni a többi univerzum létét? ... [egy] végtelen láthatatlan univerzumot hívok elő annak a szokatlan jellemzőinek a magyarázatára, amelyet látunk ehhez mint egy láthatatlan Teremtő meghívása. Lehet, hogy a multiverzum elmélet tudományos nyelven öltözködik, de lényegében ugyanezt a hitugrást igényli.
- Paul Davies

Amíg nem fejlesztünk olyan eszközöket, amelyek valóban láthatnak az univerzumon kívül, vagy nem hozunk létre egy univerzumot egy korsóban, amelyet tudományos eszközökkel piszkálhatunk (valamivel nagyobb valószínűséggel), ez továbbra is értékelhetetlen.

A multiverzum alternatívája az Ekpyrotic ciklikus univerzum (Paul Steinhardt és Neil Turok), a magzat univerzuma vagy a kozmológiai természetes szelekció ( Lee Smolin ), konformus ciklikus kozmológia (Roger Penrose és Vahe Gurzadyan), ciklikus Baum – Frampton modell (Lauris Baum és Paul Frampton), hurok kvantum kozmológia (Martin Bojowald, Abhay Ashtekar és Carlo Rovelli), örök statikus univerzum vagy szimulált univerzum (Nick Bostrom). És természetesen Goddidit . Az elmélettől függően a multiverzumnak véges mérete és kora van, mint az örök inflációban, vagy végtelen és kortalan, mint a sok világ értelmezésében. Bár egyes elméletek véges, de kortalan multiverzumot vagy végtelen, de véglegesen öregedett multiverzumot tartalmaznak.