Gli scienziati affermano che l’universo potrebbe iniziare a ridursi “in modo significativo” presto

Dopo quasi 13,8 miliardi di anni di continua espansione, l’universo potrebbe presto fermarsi, per poi iniziare lentamente a ridursi, secondo una nuova ricerca pubblicata sulla rivista Science. Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze Suggerisce.

Nel nuovo articolo, tre scienziati tentano di modellare una natura energia oscura Una forza misteriosa che sembra causare un’espansione più rapida dell’universo, sulla base di precedenti osservazioni sull’espansione cosmica.

Nel modello a squadre, energia oscura Non è una forza immutabile della natura, ma un’entità chiamata Essenza, che può disintegrarsi nel tempo.

I ricercatori hanno scoperto che sebbene l’espansione dell’universo abbia accelerato per miliardi di anni, la forza repulsiva dell’energia oscura potrebbe indebolirsi.

Secondo il loro modello, l’accelerazione dell’universo potrebbe terminare rapidamente entro i prossimi 65 milioni di anni, quindi, in 100 milioni di anni, l’universo potrebbe fermarsi completamente e invece potrebbe entrare in un’era di lenta contrazione che finirà tra miliardi di anni con morte – o forse rinascita – tempo e luogo.

Tutto ciò può accadere “notevolmente” rapidamente, ha affermato il coautore dello studio Paul Steinhardt, direttore del Princeton Center for Theoretical Science presso la Princeton University nel New Jersey.

“Tornare indietro nel tempo di 65 milioni di anni, quindi L’asteroide Chicxulub Colpisci il suolo ed elimina dinosauriSteinhardt per la scienza dal vivo. Su scala cosmica, 65 milioni di anni sono straordinariamente brevi. “

Niente su questo teoria È controverso o non plausibile, ha detto a WordsSideKick.com Gary Henshaw, professore di fisica e astronomia all’Università della British Columbia che non è stato coinvolto nello studio.

Tuttavia, poiché il modello si basa solo su osservazioni precedenti dell’espansione – e poiché l’attuale natura dell’energia oscura nell’universo è un mistero – è attualmente impossibile testare le previsioni in questo articolo. Per ora possono rimanere solo teorie.

energia del vuoto

Dagli anni ’90, gli scienziati hanno riconosciuto che l’espansione dell’universo sta accelerando; La distanza tra le galassie si sta espandendo più velocemente ora di quanto non fosse miliardi di anni fa.

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Gli scienziati hanno soprannominato la misteriosa fonte di questa energia oscura di accelerazione: un’entità invisibile che sembra funzionare al contrario gravitàche allontana gli oggetti più grandi dell’universo l’uno dall’altro piuttosto che raggruppati insieme.

Sebbene l’energia oscura rappresenti quasi il 70 percento dell’energia totale dell’universo, le sue proprietà rimangono un mistero totale.

teoria popolare, presentata da Albert EinsteinQuesta energia oscura è a costante cosmica – Una forma costante di energia tessuta in un tessuto Tempo libero. Se è così, e la forza esercitata dall’energia oscura non può mai cambiare, allora l’universo deve continuare ad espandersi (e accelerare) per sempre.

Tuttavia, una teoria in competizione suggerisce che l’energia oscura non ha bisogno di essere costante per accogliere le precedenti osservazioni sull’espansione cosmica.

In alternativa, l’energia oscura potrebbe essere qualcosa chiamato nucleo, un campo dinamico che cambia nel tempo. (Steinhardt è stato uno dei tre scienziati che hanno proposto l’idea in un articolo del 1998 pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica.)

A differenza della costante cosmologica, un’essenza può essere ripugnante o attraente, a seconda del rapporto tra la sua energia cinetica ed energia potenziale in un dato momento. Negli ultimi 14 miliardi di anni, l’essenza è stata disgustosa.

Per la maggior parte di quel periodo, la radiazione e la materia hanno contribuito in modo insignificante rispetto all’espansione dell’universo. La situazione cambiò circa cinque miliardi di anni fa, quando il nucleo divenne la componente dominante e l’effetto della repulsione gravitazionale accelerò l’espansione dell’universo.

“La domanda che ci poniamo in questo articolo è: questa accelerazione dovrebbe continuare per sempre?”, ha detto Steinhardt. “E se no, quali sono le alternative, e quando le cose potrebbero cambiare presto?”

Morte di energia oscura

Nel loro studio, Steinhardt e colleghi, Anna Egas della New York University e Cosmin Andre della Princeton University, prevedono come le proprietà della sostanza potrebbero cambiare nei prossimi miliardi di anni.

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Per fare ciò, il team ha creato un modello fisico del nucleo, che mostra i suoi punti di forza ripugnanti e attraenti nel tempo, per abbinare le precedenti osservazioni sull’espansione dell’universo. Una volta che il modello del team è stato in grado di riprodurre in modo affidabile la storia dell’espansione dell’universo, hanno ampliato le loro previsioni per il futuro.

“Con loro sorpresa, l’energia oscura nel loro modello può decadere nel tempo”, ha detto Henshaw. “Può indebolire il suo potere. E se lo fai in un certo modo, la proprietà antigravitazionale dell’energia oscura alla fine scompare e si trasforma di nuovo in qualcosa di simile alla materia ordinaria”.

Secondo il modello del team, la forza centrifuga dell’energia oscura nel mezzo di un rapido declino potrebbe essere iniziata miliardi di anni fa.

In questo scenario, l’espansione accelerata dell’universo sta già rallentando oggi. Presto, forse in 65 milioni di anni, questa accelerazione potrebbe fermarsi completamente, quindi, tra 100 milioni di anni, l’energia oscura potrebbe diventare attraente, provocando la contrazione dell’intero universo.

In altre parole, dopo quasi 14 miliardi di anni di crescita, lo spazio potrebbe iniziare a ridursi.

“Questo sarà un tipo molto speciale di contrazione che chiamiamo contrazione lenta”, ha detto Steinhardt. “Invece di espandersi, lo spazio si sta restringendo molto, molto lentamente”.

All’inizio, la contrazione dell’universo sarà così lenta che qualsiasi ipotetico essere umano è ancora vivo Sbarcare Non avrebbe nemmeno notato il cambiamento, ha detto Steinhardt. Secondo il modello del team, l’universo impiegherebbe alcuni miliardi di anni di lenta contrazione per raggiungere la metà delle sue dimensioni oggi.

la fine dell’universo?

Da lì, ha detto Steinhardt, può succedere una di queste due cose. O l’universo si rimpicciolisce fino a collassare su se stesso in una grande “crisi” e lo spazio-tempo come lo conosciamo volge al termine, oppure l’universo si rimpicciolisce abbastanza da tornare a uno stato simile alle sue condizioni originali, e un altro la grande esplosione – o un “rimbalzo” maggiore – si verifica, formando un nuovo universo dalle ceneri del vecchio universo.

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In quel secondo scenario (descritto da Steinhardt e un altro collega in un articolo del 2019 pubblicato sulla rivista Lettere di fisica B), l’universo segue uno schema periodico di espansione e contrazione, scricchiolii e rimbalzi, che crolla e si rimodella costantemente.

Se questo è vero, il nostro universo attuale potrebbe non essere il primo o l’unico universo, ma piuttosto l’ultimo di una catena infinita di universi che si sono espansi e contratti prima del nostro. E tutto dipende dalla natura mutevole dell’energia oscura.

Quanto è ragionevole tutto questo? Henshaw ha affermato che l’interpretazione del nucleo del nuovo documento è un “presupposto completamente ragionevole di cosa sia l’energia oscura”.

Ha aggiunto che poiché tutte le nostre osservazioni sull’espansione cosmica provengono da oggetti distanti dalla Terra da milioni a miliardi di anni luce, i dati attuali possono solo informare gli scienziati del passato dell’universo, non del suo presente o futuro.

Pertanto, l’universo potrebbe essere sulla via di una crisi e non avremo modo di saperlo fino a molto tempo dopo l’inizio della fase di contrazione.

“Immagino che si riduca a quanto sei convincente di questa teoria e, soprattutto, quanto la trovi verificabile?” Hinshaw è stato aggiunto.

Sfortunatamente, non esiste un buon modo per verificare se l’essenza è reale o se l’espansione cosmica sta iniziando a rallentare, ha ammesso Steinhardt. Per ora, si tratta solo di allineare la teoria con le osservazioni precedenti, e gli autori lo fanno abilmente nel loro nuovo articolo.

Se un futuro di crescita infinita o un rapido decadimento attende il nostro universo, solo il tempo dirà.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato da Scienza dal vivo. Leggi il L’articolo originale è qui.

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