Terdapat beberapa soalan yang membuat kita terjaga pada waktu malam, dan ia berkaitan dengan nasib utama seluruh kosmos. Bintang menyala, mereka digantikan dengan yang baru, mereka juga terbakar, dan semuanya berulang sehingga Alam Semesta kehabisan bahan bakar. Galaksi akan bergabung dan mengeluarkan bahan, dan ruang antara kumpulan dan kelompok galaksi akan berkembang selamanya. Tenaga gelap menyebabkan pengembangan ini tidak hanya tidak dapat dielakkan, tetapi juga mempercepat. Tetapi adakah ini akan berakhir? Mungkinkah "jurang besar" ini (ketika semuanya berakhir pada jarak yang jauh dari satu sama lain) membawa kepada "big bang" baru? Apabila Alam Semesta berkembang dengan cukup cepat untuk memecah atom dan memisahkan quark dari mereka … Adakah sup quark-gluon akan terbentuk?
Yang dipertaruhkan adalah nasib alam semesta, apa sahaja yang dapat dikatakan.
Apa yang ada untuk alam semesta di akhir?
Sekiranya anda melihat galaksi rawak yang jauh di alam semesta, kemungkinan besar anda akan melihat bahawa kilauannya lebih merah daripada bintang-bintang yang bersinar di galaksi kita. Kembali pada tahun 1920-an, para saintis mendapati bahawa corak ini bertahan secara keseluruhan: semakin jauh galaksi dari anda, semakin terang sinarnya. Dalam konteks relativiti umum, dengan cepat menjadi jelas bahawa ini disebabkan oleh pengembangan struktur ruang itu sendiri dari masa ke masa.
Langkah seterusnya adalah untuk mengukur seberapa cepat alam semesta berkembang dan bagaimana kadar itu berubah dari masa ke masa. Sebab ini penting, dari sudut teori, adalah bahawa sejarah pengembangan alam semesta menentukan apa yang ada di dalamnya. Sekiranya anda ingin mengetahui dari mana alam semesta anda terbuat, pada skala terbesarnya, mengukur bagaimana alam semesta berkembang sepanjang masa kosmik akan membantu anda.
Sekiranya alam semesta anda dipenuhi dengan jirim, anda menjangkakan kadar pengembangannya akan berkurang berbanding dengan berapa banyak bahan yang dicairkan. Sekiranya diisi dengan radiasi, kadar pengembangan akan turun lebih banyak lagi, kerana radiasi itu sendiri berubah warna dan kehilangan tenaga tambahan. Alam semesta dengan kelengkungan spasial, tali kosmik atau tenaga yang wujud di ruang itu sendiri, masih akan berkembang dengan cara yang berbeza, bergantung pada nisbah semua komponen tenaga.
Video promosi:
Berdasarkan set pengukuran lengkap yang dapat kami lakukan, termasuk bintang berubah-ubah, galaksi dari pelbagai jenis dan sifat, dan supernova jenis Ia, serta latar belakang gelombang mikro kosmik dan pengelompokan dan korelasi galaksi, kami dapat menentukan dengan tepat apa yang terbuat dari alam semesta ini. Khususnya, ia terdiri daripada:
- 68% dari tenaga gelap;
- 27% bahan gelap;
- 4.9% dari perkara biasa;
- Neutrino 0.09%;
- 0,01% sinaran.
Tambah atau tolak penyesuaian beberapa persepuluh peratus dalam setiap kes.
Alam Semesta kita, yang dikuasai oleh tenaga gelap, sangat menarik kerana komponen ini tidak ada di Alam Semesta, apalagi yang dominan. Namun, kita berada di sini, 13.8 bilion tahun selepas Big Bang, tinggal di alam semesta di mana tenaga gelap mendorong pengembangan alam semesta.
Terdapat banyak persoalan mengenai tenaga gelap. Apakah sifatnya? Dari mana asalnya? Adakah ia berterusan atau berubah dari masa ke masa? Tidak ada jawapan pasti, tetapi semuanya menunjukkan bahawa tenaga gelap adalah pemalar kosmologi. Dengan kata lain, ia bertindak seperti bentuk tenaga baru yang wujud dalam ruang itu sendiri. Ketika alam semesta mengembang, ia menciptakan ruang baru yang mengandungi jumlah tenaga gelap yang sama.
Bagaimanapun, ini adalah pandangan terbaik kami setakat ini. Dari sudut teori, terdapat beberapa cara yang diketahui untuk membuat pemalar kosmologi, dan oleh itu penjelasan ini - selagi data bersetuju dengannya - akan tetap menjadi pilihan. Tetapi tidak ada sebab mengapa tenaga gelap tidak boleh menjadi lebih kompleks.
Ia boleh menjadi sesuatu yang terhakis dari masa ke masa, menjadi semakin padat, walaupun sedikit. Ini mungkin sesuatu yang berubah tanda pada masa depan yang jauh dan membawa kepada penciptaan semula Alam Semesta dalam Big Squeeze. Ia juga boleh menjadi sesuatu yang semakin kuat dari masa ke masa, mempercepat dan mengembangkan alam semesta dari masa ke masa. Variasi inilah yang membawa kepada senario Big Rip.
Apabila kita membincangkan komponen tenaga di Alam Semesta, kita membincangkan persamaan keadaannya, yang menerangkan bagaimana ia berkembang dari masa ke masa di Alam Semesta. Ahli astrofizik menggunakan parameter w untuk ini, di mana w = 0 sesuai dengan jirim, w = 1/3 sesuai dengan sinaran, w = -1 sepadan dengan pemalar kosmologi.
Tenaga gelap nampaknya mempunyai w = -1, tetapi ini tidak tepat. Sebagai contoh, karya baru dari kolaborasi Subaru Hyper Suprime-Cam telah menambahkan batasan baru pada persamaan tenaga gelap. Walaupun tenaga gelap sepadan dengan w = -1 yang cukup meyakinkan, ada juga spekulasi bahawa ia mungkin lebih negatif. Sekiranya benar - jika ternyata w <-1 dan tidak sama dengan -1 - maka Big Rip tidak dapat dielakkan.
Sekiranya Big Rip sudah dekat, bukan sahaja Alam Semesta yang berkembang, tetapi juga objek yang jauh akan memecut dari kita lebih cepat dan lebih cepat dari masa ke masa (kerana tenaga gelap). Tetapi objek yang disatukan oleh beberapa kekuatan asas akhirnya akan terkoyak oleh peningkatan tenaga gelap.
Banyak berbilion tahun di masa depan, kumpulan tempatan kita akan melihat bagaimana bintang-bintang di pinggir bandar akan dilemparkan ke angkasa, kerana mereka akan terikat secara graviti dari galaksi masa depan kita: Milkomed. Seiring berjalannya waktu, semakin banyak bintang akan dilemparkan ke luar sehingga struktur yang kita kenali sebagai galaksi runtuh dan menjadi koleksi berbilion bintang dan mayat bintang yang tidak berkaitan.
Lama kelamaan, planet-planet akan dikeluarkan dari sistem suria mereka kerana tenaga gelap akan semakin meningkat dan bahkan planet itu sendiri akan terkoyak. Pada saat-saat terakhir, objek yang dipegang oleh kekuatan atom dan molekul akan terkoyak, elektron akan terkoyak dari atomnya, inti atom akan runtuh, dan bahkan quark itu sendiri akan dipisahkan. Dan kemudian mereka akan pecah.
Adakah kita sedang menunggu Big Bang baru?
Sekiranya Big Rip adalah model yang betul untuk pengembangan Alam Semesta, semua yang ada di Alam Semesta akan dikurangkan menjadi komponen yang paling asas, dalam beberapa cara yang sangat sesuai dengan tahap pertama Big Bang.
Walau bagaimanapun, plasma quark-gluon ini akan berbeza dengan plasma semasa Big Bang. Pertama, Big Bang panas dan lebat, dan Big Rip akan sangat sejuk dan meresap. Kedua, Big Bang dicirikan oleh kenyataan bahawa semua jirim dan tenaga di Alam Semesta dimampatkan ke dalam jumlah ruang yang kecil, tetapi di Big Rip mereka akan tersebar dalam trilion tahun cahaya. Sebagai tambahan, Big Bang mewakili keadaan entropi yang relatif rendah, tetapi di Big Bang entropi akan 10 (dengan kekuatan 35) kali lebih banyak daripada di Big Bang.
Tetapi ada harapan.
Mungkin tenaga gelap yang akan menuju ke Big Rip dapat menghidupkan semula alam semesta. Sekiranya kekuatan tenaga gelap meningkat, tenaga gelap ini ada dalam struktur ruang itu sendiri, yang bermaksud ia dapat sama dengan periode awal dalam sejarah Alam Semesta kita, ketika ruang mengembang dengan kadar yang luar biasa: inflasi kosmik. Inflasi menghilangkan semua bahan dan tenaga yang ada di alam semesta ini, hanya meninggalkan ruang angkasa. Selepas tempoh inflasi, tenaga entah bagaimana ditukar menjadi zarah, antipartikel dan radiasi, yang menuju ke Big Bang. Senario ini telah dipertimbangkan sebelumnya dan dikenali sebagai alam semesta yang diremajakan.
Sekiranya Big Rip adalah senario sebenar akhir Alam Semesta, ia hanya akan merobek semua perkara dan Alam Semesta akan sangat kosong, tetapi dengan sejumlah besar tenaga yang melekat di ruang itu sendiri. Sekiranya tenaga sangat besar, kemungkinan ruang ruang akan pecah - tetapi ini adalah senario yang sama sekali berbeza.
Ilya Khel
