Interested Article - Большой разрыв

Разрушение галактики согласно гипотезе Большого разрыва

Большой разрыв ( англ. Big Rip) — космологическая гипотеза о судьбе Вселенной , предсказывающая развал (разрыв) всей материи за конечное время. Современные наблюдения не исключают, но и не подтверждают этот сценарий.

Описание

Справедливость этой гипотезы сильно зависит от природы тёмной энергии , а именно, от параметра $w$ $w$ , равного отношению давления тёмной энергии к её плотности (см. уравнение состояния ). Если $w$ $w$ < −1, то Вселенная будет ускоренно расширяться, и величина масштабного фактора станет равной бесконечности за конечное время.

Если гипотеза «Большого разрыва» верна, то, по мере увеличения скорости расширения, расстояние до горизонта событий — то есть той части Вселенной, которая удаляется от наблюдателя со скоростью света — будет уменьшаться. Всё, что находится за горизонтом, недоступно наблюдению, потому что скорость света является пределом для любых взаимодействий. Объект, расположенный в центре наблюдаемой вселенной, не взаимодействует ни с чем, находящимся за горизонтом. Если размер горизонта событий становится меньше размеров какого-либо объекта, то между частями этого объекта невозможны никакие взаимодействия — ни гравитационное , ни электромагнитное , ни сильное или слабое .

Авторы этой гипотезы вычислили оставшееся время до конца существования Вселенной такой, какой мы её знаем:

t_{\text{rip}}-t_{0}\approx {\frac {2}{3|1+w|H_{0}{\sqrt {1-\Omega _{\text{m}}}}}},

t_{\text{rip}}-t_{0}\approx {\frac {2}{3|1+w|H_{0}{\sqrt {1-\Omega _{\text{m}}}}}},

где $w$ $w$ — отношение давления тёмной энергии к её плотности, H ₀ — постоянная Хаббла , Ω _m — текущее значение всей материи во Вселенной.

В своей работе авторы рассмотрели следующий пример:

w

w

= −1,5,

H ₀ = 70 ( км / с )/ Мпк ,

Ω _m = 0,3.

И в этом случае конец Вселенной (Большой разрыв) наступит приблизительно через 22 млрд лет .

За миллиард лет до Большого разрыва распадутся скопления галактик.
Примерно за 60 млн лет до Большого разрыва гравитация станет слишком слабой, чтобы удерживать галактики . Распадётся и наша галактика .
За три месяца до Большого разрыва Солнечная система станет гравитационно несвязанной.
За 30 минут до Большого разрыва разрушится Земля .
За 10 ⁻⁹ с (1 нс ) до Большого разрыва разрушатся атомы .

Все эти значения, разумеется, относятся к объектам, которые будут существовать к тому времени вместо нашей галактики, Солнечной системы и Земли соответственно.

В этот момент, как и в момент Большого взрыва , перестают работать известные человеческой науке законы физики, и дальнейшую судьбу Вселенной предсказать невозможно.

На 2023 год неизвестно, обладает ли тёмная энергия такими свойствами, при которых может реализоваться этот сценарий. ^{[

источник?

]}

Экспериментальные данные

Различные наблюдения не подтверждают, но и не исключают возможности Большого разрыва. В разных работах получаются значения, близкие к $w=-1$ $w=-1$ — больше или меньше этого значения, с недостаточно высокой точностью, чтобы исключить равенство $w=-1$ $w=-1$ , которое считается общепринятым для тёмной энергии .

См. также

Примечания

$\Omega _{m}=\rho /\rho _{cr}$ $\Omega _{m}=\rho /\rho _{cr}$ , $\Omega _{k}=-(kc^{2})/(a^{2}H^{2})$ $\Omega _{k}=-(kc^{2})/(a^{2}H^{2})$ , $\Omega _{\Lambda }=(8\pi G\Lambda c^{2})/\rho _{cr}$ $\Omega _{\Lambda }=(8\pi G\Lambda c^{2})/\rho _{cr}$ . Из этой записи видно, что если $\Omega _{m}+\Omega _{\Lambda }=1$ $\Omega _{m}+\Omega _{\Lambda }=1$ , то есть суммарная плотность материи и тёмной энергии равна критической, то k = 0, то есть пространство плоское, если больше, то k = 1, если меньше k= −1.
Caldwell, Robert R., Kamionkowski, Marc and Weinberg, Nevin N. Phantom Energy and Cosmic Doomsday (англ.) // Physical Review Letters. — 2003. — Vol. 91 , iss. 7 . — P. 071301 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : . — .
(неопр.) . Дата обращения: 6 июля 2020. 1 января 2017 года.
Allen, S. W.; Rapetti, D. A.; Schmidt, R. W.; Ebeling, H.; Morris, R. G.; Fabian, A. C. Improved constraints on dark energy from Chandra X-ray observations of the largest relaxed galaxy clusters (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : journal. — Oxford University Press , 2008. — Vol. 383 , no. 3 . — P. 879 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : .
Ethan Siegel. (англ.) . Forbes . Дата обращения: 8 января 2023. 8 января 2023 года.

Ссылки

(англ.) (недоступная ссылка) . Robert R. Caldwell, Marc Kamionkowski, Nevin N. Weinberg.
// «Астронет»
Overbye, Dennis . (17 февраля 2004).
Devlin, Hannah . (3 июля 2015).
Mastin, Luke (неопр.) . Physics of the Universe (2009).