ビッグクランチ、ビッグクランチ、またはビッグ爆縮理論は宇宙が最終的に契約時空に大きな特異性を再形成することを提案しています。したがって、それはビッグバンの一種の逆転です。
宇宙がすべての時空が集中している特異点の激しい拡大に始まりがあった場合、その終わりはまさに逆のプロセスです。物質の偉大な建築家である重力もいつかその完全な崩壊を引き起こすことができるかどうか科学者達が長い間疑問に思っていたので、この考えは新しいものではありません。
図1.このアニメーションは、ビッグクランチ中に何が起こるかを示しています。銀河が小さな空間で特異点を形成するまで互いに接近しています。出典：ウィキメディア・コモンズ。
ビッグクランチは、重力が支配する場合、宇宙の終わりはどうなるかについて話します。それはその起源についての理論ではありませんが、ビッグクランチとビッグバンを組み合わせて一定の膨張と収縮のサイクルで無限の宇宙のイメージを生成する振動する宇宙の起源があります。
現在、宇宙は膨張しており、これを裏付ける証拠はたくさんありますが、ビッグクランチは、重力がいつかこの膨張を止めるのに十分強力であることを示唆しています。
そして、それを止めるだけでなく、連続的な収縮を引き起こすポイントまでそれを逆転させ、星と銀河をますます近づけます。しかし、収縮することによって、宇宙が想像を絶する規模で次第に熱くなり、惑星が生命に不親切になる原因になることは、すべてではありません。
圧縮は時空まで続き、その中のすべてが特異性にまで減少し、そこから新しい宇宙が最終的に誕生する可能性があります。現時点では知る方法がないためです。
ビッグクランチ理論の歴史と原理
今のところ、宇宙が膨張しているという証拠は疑いの余地はありませんが、重力がいつまでも存在し続けることはなく、いつでも支配的な力になり、惑星、星、銀河を接近させることができます。
科学者たちは、現在の膨張はすべての空間を埋めるが本来の性質は不明である領域である暗黒エネルギーによるものであると提案していますが、それは空間自体によって生成され、成長するにつれて増加します。
そして、宇宙が膨張するにつれて、より多くの空間が作成され、それに伴って負の圧力を持つより多くの暗黒エネルギーが発生し、不確定かつ急速に膨張するシナリオが作成されます。
ただし、閉じた宇宙から始めると、膨張が永遠に続くことはなく、暗黒エネルギーは必然的に弱くなるはずですが、いつ始まるかはわかりません。宇宙は膨張率を高めているように見えますが、すでに始まっていると信じている人もいます。
この弱体化により、重力が支配的な役割を果たし、宇宙の密度が再び増加します。これが発生するには、少なくとも3原子/立方メートルの密度が必要であると見なされます。
このようにして、銀河はどんどん近づいていき、すべてが巨大な銀河を形成するときに到着します。その後、銀河は集中して、驚くほど小さな次元の特異なブラックホールを生み出します。
図2.銀河の後退の可能性は宇宙論的推測の原因です。出典：ウィキメディア・コモンズ。
これは一種のビッグバンですが、密度が均一ではなくなるため、この非常に暑い新しい宇宙の特性はまったく異なります。
宇宙の可能な幾何学
宇宙論的基準によれば、宇宙の密度が均一である場合、その曲率は平均密度によって決定され、曲率は一定です。指標は曲率パラメータΩoです。
Ωo=宇宙の平均密度/臨界エネルギー密度
臨界エネルギー密度が曲率のない平らな宇宙のものである場合。このパラメータには3つの可能性があります：Ωo= 1、1より大きい、または1未満。Ωo> 1の場合、球形または閉じた宇宙があり、ビッグクランチが非常に現実的です。
現在の測定値は平面幾何学の宇宙を指しているため、ビッグクランチの仮説は、すぐにわかるように、一部の宇宙学者を除いて、現在科学界の大多数の支持を得ていません。
図3.宇宙の3つの可能な形状の画像。ビッグクランチは、有限で閉じた球状の宇宙で可能です。出典：ウィキメディア・コモンズ。
賛成の事実
ビッグクランチの仮説は、絶えず拡大する宇宙のアイデアが受け入れられない多くの科学者から来ています。ビッグクランチが現実的な可能性であることを認めると、宇宙には始まりと終わりがあり、それは多くの人を安心させることができます。
一方、他の科学者にとって、ビッグクランチは、振動する宇宙の理論で提案されている膨張と収縮の無限のサイクルの一部である場合に受け入れられます。以前は何があったのかについて。
これらの理由により、多くの研究者が宇宙の新しいモデルの作成に取り組んでいます。彼の場の方程式の解が安定した宇宙につながるように、アルバートアインシュタインによって提案された定数である宇宙定数の値の修正を提案した人がいます。
最新の天文データによると、ギリシャ語の大文字のラムダで表される宇宙定数の値は、10 = 10 -46 km -2です。
一部の宇宙学者は、すでに小さいこの定数のさらに低い値が、確かに空間の収縮が実行可能な有限の宇宙につながると主張しています。このように、ビッグクランチは宇宙の存続可能な終わりです。
振動宇宙理論
脈動宇宙理論またはビッグバウンスとも呼ばれ、ビッグクランチと共通する点が多数あります。
ビッグバンからの衝撃により宇宙が膨張すると仮定した数学者リチャードトルマン（1881-1948）によって提案されましたが、重力が支配的な力になると膨張は停止します。
これは定期的に発生しているため、宇宙には始まりも終わりもありません。
宇宙の終わりのための代替理論
ビッグクランチと振動する宇宙理論を除いて、多くの宇宙学者は宇宙はビッグリップで終わると主張しています。
そして科学者の別の部分は、膨張が継続的な冷却を伴うと考えています。知られているように、物質の構成粒子の動きは、それらが絶対ゼロに達すると停止します。
宇宙が開いている場合、温度が絶対零度に近づくにつれて、膨張が無期限に継続する可能性があります。ビッグフリーズとして知られるこの冷却は、遠い将来、宇宙の最終的な熱死を引き起こします。
に対するデータ
2つの重要な事実は、多くの科学者がビッグクランチを宇宙進化の代替手段として信じていないことを意味しています。
1つ目は、宇宙が現在拡大していることです。実験では、遠方の超新星星の観測とビッグバンからの宇宙背景放射の測定によって実験的に確認されました。
もちろん、十分な時間があるので、将来的にはそれをやめる可能性があります。最も重要なのは、私たちがまだ宇宙について知らないことがたくさんあることです。
2つ目は、宇宙の曲率の測定から、宇宙の形状が平坦であることを示唆していることです。そして、このようなジオメトリでは、ビッグクランチは不可能です。これは、宇宙の密度が閉じられるために必要な密度より5％大きいことを示すプランクミッションの結果によって明らかになりました。
プランクミッションは、欧州宇宙機関のプロジェクトで、宇宙の性質に関するデータを収集するために装備された人工衛星で構成されています。それは2009年にフランス領ギアナから発売され、プローブ、検出器、望遠鏡を備えています。
図4.量子力学のパイオニアであるドイツの物理学者マックス・プランク（1858-1947）に因んで名付けられたプランク衛星のモデル。出典：ウィキメディア・コモンズ。Mike Peel（www.mikepeel.net）による写真。
ビッグクランチをサポートする科学者
ビッグ・クランチ型の宇宙の差し迫った崩壊の可能性を擁護する人々の中には、ネマニャ・カロペルとアントニオ・パディージャがいます。これらの研究者は、宇宙定数の値を変更したモデルを使用して、安定した閉じた宇宙を取得します。
彼らの結果はPhysical Review Lettersで発表されていますが、現時点ではこの新しいモデルをサポートする観察はありません。
参考文献
- ハリス、W。ビッグクランチ理論の仕組み。回収元：science.howstuffworks.com。
- マン、A。宇宙はどのように終わるのか？回復：livescience.com。
- モスコビッツ、C。エンドレスボイドまたはビッグクランチ：宇宙はどのように終わるのか？から回復：space.com。
- NeoFronteras。ビッグクランチはありますか？回収元：neofronteras.com。
- Steinhardt、P。循環宇宙における宇宙の進化。から回復：arxiv.org。
- UCDavis。Nemanja Kaloper教授の宇宙の終わりに関する新しい研究は、メディアで強力な報道を生み出しています。から回復：physics.ucdavis.edu。
- ウィキペディア。ビッグクランチ。回復元：es.wikipedia.org。
- ウィキペディア。暗黒エネルギー。回復元：es.wikipedia.org。