Kommer Big Bang-expansionen så småningom att stanna under loppet av oändlig tid och i slutändan dra tillbaka allt igen?
Föreställ dig Big Bang i ditt sinne. Du föreställer dig galaxer som susar förbi i alla riktningar, som så mycket stjärnsplitter från en himmelsk pinata.
Jag stal den här coola expanderande leksaken från min son. Det hjälper mig att förklara vad som händer. Här är den, stängd. Det är singulariteten. Och sedan, Big Bang, och universum expanderade, blev större och större tills den nådde sin nuvarande storlek som inte är i skalen. Vi vet att det finns galaxer som drar i varandra med sin ömsesidiga gravitation, vilket teoretiskt saktar ner varandra.
Här är en stor fråga. Kommer expansionen att fortsätta för alltid? Kommer det att fortsätta rulla och aldrig riktigt stanna? Kommer det att expandera och stanna under oändlig tid? Eller kommer den ömsesidiga gravitationen mellan alla dessa galaxer så småningom att övervinna farten och dra tillbaka allting igen.
Kommer Big Bang gå baklänges och så småningom krossa hela universum till en singularitet igen – Big Crunch. Och kanske leder detta till ännu en Big Bang, och sedan ännu en Big Crunch, och så vidare och så vidare. Är det så här universum slutar, och sedan börjar igen och sedan förmodligen slutar igen? Och du skulle kunna bygga en tidsmaskin som bara går framåt som fortsätter att gå in i ett helt nytt men identiskt universum om och om igen?
Universums historia som började med Big Bang. Bildkredit: grandunificationtheory.com
Innan jag går in på frågan måste jag påminna er om att det är en dålig modell. Big Bang hände inte där, i mitten. Det faller isär med universums faktiska topografi. Det finns inget centrum. Big Bang hände överallt. Gå och titta på den videon och kom sedan tillbaka och skratta hånfullt åt denna lustiga överförenkling av kosmos topologi. Faktiskt, stanna bara här så länkar vi det här i slutet så att du kan titta på det då. Kommer Big Bang gå baklänges?
Astronomer har ställt sig själva denna fråga, och vi kommer aldrig att veta. Någonsin. Inte för att de inte kan ta reda på det, det är för att de inte kommer att berätta för oss. De har helt och hållet tillräckligt känsliga instrument som svarar på det.
Egentligen är det inte sant. De kommer inte att hålla käften om det. Som ett resultat kan jag säga med 100% säkerhet att universum expanderar, ingen tvekan. Vi kan se galaxer rusa bort från oss i alla riktningar. Så om det ska knaka ner igen måste det sluta expandera först.
Så, hur snabbt går det? Astronomer kallar detta för Hubble-konstanten. Detta är hur mycket utrymmet växer. Den bästa uppskattningen är att galaxer i genomsnitt rör sig bort från varandra med cirka 70 km/sek/megaparsek.
Andromedagalaxen. Kredit: Adam Evans
Med andra ord, om du tar en megaparsek av rymden – en kub som är cirka 3,2 miljoner ljusår i diameter. Något större än avståndet till Andromedagalaxen, som inte har något med Kessel-löpningar att göra.
För varje sekund som går blir den kuben cirka 70 km större. En galax som är 3,2 miljoner ljusår bort är nu 70 km längre, och nu är den 70 km längre. Var det här snabbare förr? Kommer det att gå långsammare i framtiden? Kan vi beräkna dessa olika siffror och ta reda på vad framtiden har att erbjuda?
Expansionshastigheten beror på farten från Big Bang, motverkad av ömsesidig gravitation från alla galaxer. Om dragningen är tillräckligt stark kommer momentum att övervinnas och dra ihop galaxerna igen. Det är den stora crunchen. Om dragningen är för svag, löper expansionen för alltid.
Hur kom de på svaret? De mätte universums densitet med hjälp av NASA:s Microwave Anisotropy Probe. För tät, crunch. Inte tillräckligt tät, evig expansion.
Tydligen är universum exakt tillräckligt tätt för att det kommer att fortsätta att expandera för evigt och slutligen stanna till på oändlig tid. Detta utesluter Big Crunch. Men det är bara densiteten.
The Big Crunch
Vårt universum är mycket konstigare än astronomer någonsin föreställt sig. Istället för att gradvis sakta ner, som en förarlös kundvagn hos Costco, accelererar universums expansion. Tack vare vår nya mystiska och galna vän, mörk energi, upptäckt 1998.
Astronomer observerade avlägsna supernovor miljarder ljusår bort för att få en känsla av hur universum expanderade i det förflutna. Istället för att hitta ett resultat som matchade en av de tre teorierna jag nämnde tidigare: att expandera för alltid, att stanna upp eller så småningom vända riktning, gjorde de en hel massa riktigt komplicerad matematik och forskning och upptäckte något helt bisarrt. Galaxer rör sig snabbare bort från varandra nu än de gjorde tidigare. Någon mystisk kraft påskyndar utvidgningen av rymden.
Skulle det inte vara coolt om universum gick igenom cykler, med Big Bang, sedan Big Crunch och så vidare? För närvarande bryr sig naturen inte om vad vi tycker skulle vara coolt. Istället accelererar universums expansion. Det kommer aldrig att sluta, och det kommer aldrig att köra Big Bang baklänges. Tills naturen börjar bry sig måste vi hålla fast vid Steam-försäljningen.
Vilken aspekt av kosmologi och Big Bang tycker du är mest intressant. Berätta för oss i kommentarerna nedan.
Podcast (ljud): Ladda ner (Längd: 6:11 — 5,7 MB)
Prenumerera: Apple Podcasts | RSS
Podcast (video): Ladda ner (Längd: 6:11 — 73,3 MB)
Prenumerera: Apple Podcasts | RSS