Big Rip

редактировать
космологическая модель, основанная на экспоненциально увеличивающейся скорости расширения

В физической космологии Большой разрыв - это гипотетическая космологическая модель, касающаяся окончательной судьбы вселенной, в которой материя вселенной из звезд и галактики на атомы и субатомные частицы, и даже само пространство-время постепенно разрывается на части в результате расширения вселенной в определенный момент времени в будущем, пока расстояния между частицами не станут бесконечными. Согласно стандартной модели космологии, масштабный коэффициент Вселенной, как известно, ускоряется и в будущую эру господства космологических констант будет экспоненциально увеличиваться. Однако это расширение одинаково для каждого момента времени (отсюда экспоненциальный закон - расширение локального объема такое же количество раз за один и тот же интервал времени) и характеризуется неизменной, малой постоянной Хаббла, эффективно игнорируется какими-либо связанными материальными структурами. Напротив, в сценарии Большого разрыва постоянная Хаббла увеличивается до бесконечности за конечное время.

Возможность внезапного разрыва сингулярности возникает только для гипотетической материи (фантомной энергии) с неправдоподобными физическими свойствами.

Содержание

  • 1 Обзор
  • 2 Пример авторов
  • 3 Наблюдаемая вселенная
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки

Обзор

Истинность гипотезы зависит от типа темной энергии присутствующей в нашей вселенной. Тип, который может подтвердить эту гипотезу, - это постоянно увеличивающаяся форма темной энергии, известная как фантомная энергия. Если темная энергия во Вселенной будет неограниченно расти, она сможет преодолеть все силы, удерживающие Вселенную вместе. Ключевым значением является параметр w уравнения состояния, отношение между давлением темной энергии и ее плотностью энергии. Если -1 < w < 0, the expansion of the universe tends to accelerate, but the dark energy tends to dissipate over time, and the Big Rip does not happen. Phantom energy has w < −1, which means that its density increases as the universe expands.

Вселенная, в которой доминирует фантомная энергия, - это ускоряющаяся вселенная, расширяющаяся с постоянно увеличивающейся скоростью. Однако это означает, что размер наблюдаемой вселенной и горизонт частиц постоянно сокращается - расстояние, на котором объекты удаляются со скоростью света от наблюдателя, становится все ближе., а расстояние, на которое могут распространяться взаимодействия, становится все меньше. Когда размер горизонта частиц становится меньше, чем у любой конкретной структуры, никакое взаимодействие каких-либо фундаментальных сил не может происходить между наиболее удаленными частями структуры, и структура «разрывается». Модель подразумевает, что по прошествии конечного времени произойдет окончательная сингулярность, называемая «Большой разрыв», в которой наблюдаемая Вселенная даже автоматически достигает нулевого размера, а все расстояния расходятся до бесконечных значений.

Авторы этой гипотезы, во главе с Робертом Р. Колдуэллом из Дартмутского колледжа, рассчитывают время от настоящего до Большого разлома, которое будет

поездкой. - t 0 ≈ 2 3 | 1 + ш | H 0 1 - Ом м {\ displaystyle t _ {\ mathrm {rip}} -t_ {0} \ приблизительно {\ frac {2} {3 | 1 + w | H_ {0} {\ sqrt {1- \ Omega _ {\ mathrm {m}}}}}}}{\ displaystyle t _ {\ mathrm {rip}} -t_ {0} \ приблизительно {\ frac {2} {3 | 1 + w | H_ {0} {\ sqrt {1- \ Omega _ {\ mathrm {m}}}}}}}

где w определено выше, H 0 - постоянная Хаббла, а Ω m - настоящее значение плотности всей материи во Вселенной.

Пример авторов

В своей статье авторы рассматривают гипотетический пример с w = −1,5, H 0 = 70 км / с / Мпк и Ω m = 0,3, и в этом случае Большой разрыв произойдет примерно через 22 миллиарда лет от настоящего момента. В этом сценарии галактики сначала будут отделены друг от друга примерно за 200 миллионов лет до Большого разлома. Примерно за 60 миллионов лет до Большого разрыва галактики начнут распадаться, поскольку гравитация станет слишком слабой, чтобы удерживать их вместе. Планетные системы, такие как Солнечная система, станут гравитационно несвязанными примерно за три месяца до Большого разрыва, и планеты улетят в быстро расширяющуюся Вселенную. В последние минуты звезды и планеты будут разорваны на части, а теперь рассредоточенные атомы будут уничтожены примерно за 10 секунд до конца. В то время, когда произойдет Большой разрыв, даже само пространство-время будет разорвано на части, а масштабный коэффициент будет равен бесконечности.

Наблюдаемая Вселенная

Свидетельства указывают на то, что w в нашей Вселенной очень близко к -1, что делает w доминирующим членом в уравнении. Чем ближе w к −1, тем ближе знаменатель к нулю и тем дальше в будущем будет Большой разрыв. Если бы w было точно равно -1, Большой разрыв не мог бы произойти, независимо от значений H 0 или Ω m.

. Согласно последним доступным космологическим данным, погрешности все еще слишком велики, чтобы их можно было различить. среди трех случаев w < −1, w = −1, and w>−1.

См. также

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-12 05:02:45
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте