Вікіпедія

Доля Всесвіту: відмінності між версіями

Інтерактивний перегляд історії
(Переглянути усі неперевірені зміни)
[перевірена версія][перевірена версія]
← Попереднє редагуванняНаступне редагування →
Вилучено вміст Додано вміст
ВізуальнийВікірозмітка
Немає опису редагування
Немає опису редагування
Рядок 12:
У минулому, більшість народів світу не мало чіткого уявлення навіть про існування Всесвіту, не кажучи вже про його майбутнє. Більшість з них вважали свою долю та долю Землі цілком залежною від різноманітних божеств, які існують поза простором-часом. Але це не заважало деяким цивілізаціям висувати гіпотези, що стосуються майбутнього нашої планети.
 
Племена [[інки|інків]], Майя[[майя]] та Ацтеків[[ацтеки|ацтеків]] вважали, що [[простір-час]] є замкнутим кільцем, на одній стороні якого розташовується початок історії, а на інший&nbsp;— теперішній час. За їхньою гіпотезою, колись майбутнє має плавно перейти у минуле, що можна прийняти за першу згадку моделі [[Цикл|циклічного Всесвіту]]<ref>{{Cite web|url=http://www.vseznaika.org/kosmos/kak-drevnie-lyudi-predstavlyali-sebe-vselennuyu/|title=Как древние люди представляли себе Вселенную?|website=www.vseznaika.org|accessdate=2016-04-07}}</ref>. Такої ж моделі притримувалися германські та слов'янські племена. Подібна форма міркування, можливо, була пов'язана з аграрною моделлю існування: зізріваннядозрівання врожаю восени та його відмирання осінню, рік за роком.<ref>{{Cite web|url=http://ec-dejavu.ru/t/Time.html|title=Время: Представление о времени в традиционных обществах|website=ec-dejavu.ru|accessdate=2016-04-07}}</ref>
 
=== Теорія ===
Рядок 18:
 
=== Спостереження ===
У 3020-х роках XIXXX століття відомий астроном [[Едвін Габбл]] починаєпочав працювати в обсерваторії Маунт-Вілсон, де отримуєотримав доступ до найбільшого на той час телескопу Hooker. Більшість вчених тоді вважали, що Всесвіт складається тільки з нашої галактики. Габбл використав новий телескоп для спостереження за пульсуючими зорями&nbsp;— [[Цефеїда|цефеїдами]], які є найкращими індикаторами [[шкала космічних відстаней|відстані в галактицікосмосі]].<ref>{{Cite web|url=http://v-kosmose.com/edvin-habbl-kratkaya-biografiya/|title=Биография Эдвина Хаблбла {{!}} Астрономия, астрология, сонник|website=v-kosmose.com|accessdate=2016-04-08}}</ref> Його спостереження відкрили факт існування далеких від Чумацького шляхуШляху об'єктів: видимі в телескопі [[Галактична туманність|туманності]] були доказом існування інших [[Галактика|галактик]].
 
Вже&nbsp;у 1931 роціроку Габбл опублікував роботу, у якій стверджував, що галактики розбігаються одна від одною зі швидкістю, пропорційною відстаннювідстані між ними.<ref>{{Cite web|url=http://geology.lnu.edu.ua/phis_geo/fourman/E-books-FVV/Arxiv%20books%20of%20FVV/Space/Looking%20to%20space/Looking%20to%20space-1.htm|title=Розширення Всесвіту та досліди Хаббла|last=|first=|date=|website=|publisher=|language=|accessdate=}}</ref> Це неймовірне відкриття зруйнувало стаціонарну модель Всесвіту, яка існувала ще з часів Арістотеля. З того часу, зародження Всесвіту та його можливий кінець стали темою обговорення багатьох вчених.
[[Файл:Aleksandr_Fridman.png|thumb|Александр Фрідман]]
 
Рядок 26:
''Основна стаття: [[Великий вибух|Великий Вибух]]''
 
У 1927 роціроку Жорж Леметр запропонував теорію щодо походження Всесвіту, яку назвали теорією [[Великий вибух|Великого Вибуху]]. Базуючись на дослідженнях Едвіна Габбла та на рівнянні Фрідмана, ЛематрЛеметр припустив, що розширення галактик можна екстраполювати в минуле, звівши все до єдиної точки.
 
У 1948 роціроку [[Фред Хойл]] запропонував протилежну гіпотезу, у якій висловив думку про те, що Всесвіт хоч і розширюється постійно, але залишається статичним через появу нової матерії.
 
Прихильники цих теорій сперечалися однимміж з однимсобою аж до відкриття, зробленого [[Арно Аллан Пензіас|Арно Пензіасом]] та [[Роберт Вудро Вільсон|Робертом Вілсоном]] у 1965 роціроку. Вони відкрили так зване [[реліктове випромінювання]], яке було передбачено теорією Великого Вибуху, але не теорію Стаціонарного Всесвіту. У результаті, теорія Великого Вибуху стала домінуючою теорію створення Всесвіту серед науковців.
 
=== Космологічна стала ===
Рядок 53:
 
=== Замкнений Всесвіт ===
Якщо Ω > 1, то геометрія у Всесвіті замкнута подібно сферідо сфери. Сума кутів трикутника перевищує 180 градусів, а паралельні лінії врешті-решт перетинаються. Геометрія Всесвіту, принаймні у великих масштабах, є [[Сферична геометрія|сферичнасферичною]].
 
У замкнутому просторі сила тяжіння врешті-решт зупинить розширення Всесвіту, після чого він почне стискатися допоки вся матерія не сколапсує в єдину точку. Такий перехід до сингулярності називається «[[Велике стискання|Великим стисканням]]», він є протилежністю [[Великий вибух|Великого вибуху]].
Рядок 63:
=== Відкритий Всесвіт ===
[[Файл:Triangles_(spherical_geometry).jpg|thumb|Трикутник у сферічній геометрії як приклад замкненої форми Всесвіту.]]
Якщо Ω < 1, то геометрія простору є відкритою, нагадуючи поверхню сідла (див. малюнок). Сума кутів трикутника менша за 180 градусів, а лініїповерхні мають від'ємну кривизнукривину. Геометрія такого Всесвіту [[Геометрія Лобачевського|гіперболічна]].
 
Навіть без темної енергії такий Всесвіт буде розширюватися завжди, сила тяжіння у такому випадку майже не впливає на швидкість розширення, а з темною енергію воно навіть прискориться. У такому випадку Всесвіт спіткає [[теплова смерть]].
 
=== Плоский Всесвіт ===
Якщо середня густина матерії Всесвіту дорівнює критичній густині (Ω = 1), то геометрія Всесвіту є [[Евклідова геометрія|евклідовою]]: сума кутів трикутника дорівнуєдорівнює 180 градусів, а паралельні лінії ніколи не перетинаються. Вимірювання зонду [[WMAP]] підтвердили, що Всесвіт є плоским, але з 0,4&nbsp;% шансом помилки.<ref>{{Cite web|url=http://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_shape.html|title=WMAP- Shape of the Universe|website=map.gsfc.nasa.gov|accessdate=2016-03-31}}</ref>
 
Якщо темна енергія відсутня, плоский Всесвіт буде розширюватися завжди, але повільніше з кожною секундою. Врешті-решт, швидкість розширення буде наближенноюнаближатися до нуля. За наявності темної енергії, швидкість розширення Всесвіту спочатку сповільниться через сили тяжіння, але потім зросте. Доля Всесвіту ув такому випадку аналогічна до теорії Відкритого Всесвіту.<ref>{{Cite web|url=http://www.symmetrymagazine.org/article/april-2015/our-flat-universe?email_issue=725|title=Our flat universe|website=symmetry magazine|accessdate=2016-03-31}}</ref>
 
== Теплова смерть Всесвіту ==
''Основна статя: [[Майбутнє Всесвіту, що розширюється]]''[[Файл:Clausius.jpg|міні|Рудольф Клазіус сформулював принципи теорії теплової смерті.]]Теплова смерть є найбільш вірогідним сценарієм кінця існування Всесвіту. Основні положення теорії Великої Заморозкизаморозки були сформульовані німецьким фізиком [[Рудольф Клаузіус|Р. Клазіусом]] у 1865 році. За його гіпотезою, ми мусимо розглядати Всесвіт як ізольовану систему (тобто таку, яка не обмінюється енергію з подібною системою). Беручи до уваги [[другий закон термодинаміки]], вчений зробив висновок, що [[ентропія]] у Всесвіті неперервно зростає, наближаючись до максимуму. Як наслідок, у Всесвіті через деякий час мають припинитися всі макроскопічні процеси.<ref>{{Cite web|url=http://www.astrotime.ru/heat_death_vselennoy.html|title=Тепловая смерть вселенной, теория тепловой смерти вселенной, критика теории тепловой смерти вселенной.|website=www.astrotime.ru|accessdate=2016-04-02}}</ref>
 
У 1970 роках майбутнє Всесвіту було досліджено Джамалем Ісламом та Фріменом Дайсоном. А фізики Фред Адамс та Грег Лафлін розділили цю хронологію на 5 епох, відлік яких починається з Великого Вибуху{{Джерело?}}.
Рядок 80:
Перша, початкова епоха, це час у минулому, відразу після Великого вибуху, коли ніякі зорі ще не сформувалися. У дуже короткий час створюються та знищуються деякі елементарні частинки. Поступово, гравітація стає домінуючою силою у Всесвіті.
 
Між 380 000 роком і 550&nbsp;млн роком після Великого Вибуху Всесвіт заповнений Гідрогеном та гелієм, реліктовим випромінюванням {{Джерело?|та випромінюванням атомарного гідрогену на хвилі 21&nbsp;см}}. Зорі, квазари та інші яскраві джерела ще не існують.
 
=== Епоха зірокзір (у 10<sup>6</sup>&nbsp;— 10<sup>14</sup> роках) ===
Теперішня ера, ера активного народження зір, закінчиться саме тоді, коли галактики вичерпають усі запаси міжзоряного газу. У цей же час щезнуть маломасивні зорі&nbsp;— [[Червоний карлик|червоні карлики]],&nbsp;— повністю вичерпавши свої джерела горіння.
 
Рядок 107:
У цій ері вже не залишилося ніяких джерел енергії. Збереглися лише кінцеві продукти всіх процесів, що відбувалися в минулих декадах: фотони з великою довжиною хвилі, [[нейтрино]], [[Електрон|електрони]], [[Позитрон|позитрони]] та [[Кварк|кварки]]. Температура поступово наближається до абсолютного нуля. Час від часу електрони та позитрони створюють нестабільні атоми [[Позитроній|позитронію]], але потім їх все рівно спіткає повна [[Електрон-позитронна анігіляція|анігіляція]].<ref>{{Cite web|url=http://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_fate.html|title=WMAP- Fate of the Universe|website=map.gsfc.nasa.gov|accessdate=2016-04-11}}</ref>
 
Випадкові [[квантові флуктуації]] або [[Тунелювання|квантове тунелювання]] можуть навіть призвести до повторного Великого Вибухувибуху у <math>10^{10^{56}}</math> році.<ref>{{Cite news|url=http://arxiv.org/abs/astro-ph/0302131|title=Parallel Universes|last=Tegmark|first=Max|date=2003-02-06|work=arXiv:astro-ph/0302131|accessdate=2016-03-31}}</ref> За відсутності темної енергії теплова смерть може настати лише в плоскому або відкритому Всесвіті, а з позитивним значенням космологічної сталої&nbsp;— у замкненому.
 
Більшість вчених вважають сценарій теплової смерті однією з найважливіших гіпотез у космології.<ref>{{Cite news|url=http://arxiv.org/abs/astro-ph/0409264|title=Current Observational Constraints on Cosmic Doomsday|last=Wang|first=Yun|last2=Kratochvil|first2=Jan Michael|last3=Linde|first3=Andrei|last4=Shmakova|first4=Marina|date=2004-12-15|pages=006–006|work=Journal of Cosmology and Astroparticle Physics|volume=2004|doi=10.1088/1475-7516/2004/12/006|issn=1475-7516|issue=12|accessdate=2016-03-31}}</ref>
Рядок 116:
=== Великий розрив ===
 
''Основна стаття: [[Великий розрив|Великий Розрив]]''
[[Файл:Big rip.gif|frame|Знищення Галактики за сценарієм Великого розриву.]]
Теорія Великого Розривурозриву більше інших теорій залежить від темної енергії, а саме від параметра <math>w</math>, що є відношенням тиску темної енергії до її густини. Якщо гіпотеза Великого розриву вірна, то зі збільшенням швидкості розширення Всесвіту відстань до [[Горизонт подій|горизонту подій]] буде зменшуватися. Якщо розмір горизонту подій стане меншим за розмір будь-якого іншого об'єкта, то між ними припиняться будь-які взаємодії: [[Гравітаційна взаємодія|гравітаційні]], [[Електромагнітна взаємодія|електромагнітні]], [[Сильна взаємодія|сильні]], та [[Слабка взаємодія|слабкі]].
 
Час до знищення Всесвіту можна обчислити, якщо прийняти значення <math>w</math> рівним -1,5 і скласти рівняння вигляду:
Рядок 140:
''Основна стаття: [[Велике стискання|Велике Стискання]]''
 
Якщо Всесвіт не безкінечний, а швидкість розширення не перевищує [[Друга космічна швидкість|космічну швидкість]], то спільне гравітаційне тяжіння усієї матерії врешті-решт зупинить його розширення та змусить почати стискатися. Проте, через зростання [[Ентропія|ентропії]], сценарій стискання буде суттєво відрізнятися від оберненногооберненого в часі сценарію розширення: Всесвіт не буде однорідним, як було після Великого Вибуху, а буде поділений на ізольовані групи.
 
У результаті, вся матерія Всесвіту має сколапсувати в [[Чорна діра|чорні діри]], які поступово будуть зростатися, утворюючи єдину чорну діру&nbsp;— [[космологічна сингулярність|сингулярність]] Великого cтискання. Деякі теорії стверджують, що cтиснутий Всесвіт у свою чергу може бути початком нового Великого вибуху, що дає підстави говорити про циклічну модель його еволюції. Теоретично, ця модель не дуже узгоджується з [[Другий закон термодинаміки|другим законом термодинаміки]]&nbsp;— ентропія накопичуватиметься від циклу до циклу і згодом має призвести до теплової смерті.
Рядок 151:
Основна ідея теорії Великого відскоку схожа на теорію Великого стискання: через деякий час Всесвіт має припинити розширення та почати стискатися. Але деякі вчені вважають, що, на відміну від теорії Великого стискання, Всесвіт не повернеться до сингулярності, а лише впритул наблизиться до цього стану і потім відскочить, як м'яч від поверхні, створивши новий Всесвіт.<ref>{{Cite web|author=Martin Bojowald|url=http://modcos.com/articles.php?id=146|title=В погоне за скачущей вселенной|website=modcos.com|accessdate=2016-04-07}}</ref> З точки зору теорії Великого відскоку, ми можемо жити як у будь-якій точці нескінченого циклу, так і в першій його ітерації.
 
У 2012 році Кай, Іссон і Бранденбергер успішно побудували нову теорію несінгулярногонесингулярного Великого відскоку в рамках стандартної ейнштейнівської теорії гравітації. Ця теорія дозволяє об'єднати концепції Великого відскоку і [[ЕкпіротіческийЕкпіротичий сценарій|екпіротіческогоекпіротичного сценарію]], і, зокрема, дозволяє вирішити проблему нестабільності Бєлінського-Халатникова-Ліфшиця.<ref>{{Cite news|url=http://arxiv.org/abs/1206.2382|title=Towards a Nonsingular Bouncing Cosmology|last=Cai|first=Yi-Fu|last2=Easson|first2=Damien A.|last3=Brandenberger|first3=Robert|date=2012-08-20|pages=020–020|work=Journal of Cosmology and Astroparticle Physics|volume=2012|doi=10.1088/1475-7516/2012/08/020|issn=1475-7516|issue=08|accessdate=2016-04-07}}</ref>
 
=== Мультивсесвіт ===
Рядок 157:
Ще в давні часи люди висували гіпотези про те, що наш Всесвіт не єдиний у своєму роді. Він може бути лише одним з численних Всесвітів, які разом утворюють величезний [[Мультивсесвіт]].<ref>{{Cite book|title=Greene, Brian (2011). The hidden reality: Parallel universes and the deep laws of the cosmos. Vintage|last=|first=|year=|publisher=|location=|pages=|language=|isbn=978-0307278128}}</ref>
 
Своїм існуванням теорія Мультивсесвіт завдячує так званій інфляції&nbsp;— дуже швидкому розширенню Всесвіту після Великого вибуху. Гіпотеза «вічної інфляції» вперше була запропонована фахівцем з космології {{нп|Олександр Віленкін|Олександром Віленкіним||Alexander Vilenkin}}. Він та інші вчені припускають, що інфляція припинилася лише вна деяких ділянках космосу, у так званих «термалізованних регіонах», при цьомуале триваючитриває вна інших. Це має створювати «інфляційні бульбашки», кожна з яких може перерости в окремий Всесвіт.<ref>{{Cite web|url=http://www.spacephys.ru/pyat-argumentov-v-polzu-sushchestvovaniya-multivselennoi|title=Пять аргументов в пользу существования Мультивселенной {{!}} Лаборатория космических исследований|website=www.spacephys.ru|accessdate=2016-04-08}}</ref>
 
Ці бульбашки, попри на існування в одному Мультивсесвіті, ніяк не пов'язані одна з одною. Тому не має різниці, як закінчиться їх існування&nbsp;— тепловою смертю, Великим стисканням або Великим розривом. Мультивсесвіт буде продовжувати існувати, створюючи нові Всесвіти скоріше, ніж «відмиратимуть» старі.
 
=== Фальшивий вакуум ===
Отримано з https://uk.wikipedia.org/wiki/Доля_Всесвіту