Das oszillierende Universumstheorie oder zyklisches Universum schlägt vor, dass sich das Universum auf unbestimmte Zeit ausdehnt und zusammenzieht. Richard Tolman (1881-1948), Mathematiker am California Institute of Technology, schlug um 1930 eine mathematisch fundierte Theorie des pulsierenden Universums vor.
Aber die Idee war für Tolmans Zeit nicht neu, da die alten vedischen Schriften bereits um 1500 v. Chr. Ähnliches vorgeschlagen hatten und besagten, dass das gesamte Universum in einem kosmischen Ei namens genannt wurde Brahmanda.
Dank Edwin Hubble (1889-1953) ist bewiesen, dass sich das Universum derzeit ausdehnt, was sich nach Ansicht der meisten Astronomen derzeit beschleunigt.
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Was Tolman vorschlägt, ist, dass die Expansion des Universums dank des anfänglichen Impulses des Urknalls erfolgt und aufhört, sobald dieser Impuls aufgrund der Wirkung der Schwerkraft aufhört..
In der Tat hatte der russische Kosmologe Alexander Friedmann (1888-1925) bereits 1922 die Idee einer kritischen Dichte des Universums mathematisch eingeführt, unter der es sich ausdehnt, ohne dass die Schwerkraft es verhindern kann, während darüber dieselbe Gravitation verhindert Expansion und bewirkt seine Kontraktion, bis es zusammenbricht.
Nun, in seiner Theorie sagt Tolman voraus, dass die Dichte des Universums einen Punkt erreichen wird, an dem die Expansion dank der Gravitationsbremse aufhört und die Kontraktionsphase beginnt, die genannt wird Große Krise.
Während dieser Phase wachsen die Galaxien immer näher zusammen und bilden eine riesige, unglaublich dichte Masse, die den vorhergesagten Zusammenbruch verursacht..
Die Theorie postuliert auch, dass das Universum keinen bestimmten Anfang und kein bestimmtes Ende hat, da es abwechselnd in Zyklen von Millionen von Jahren aufgebaut und zerstört wird..
Die meisten Kosmologen akzeptieren die Urknalltheorie als Ursprung des Universums, das durch die große ursprüngliche Explosion aus einer bestimmten Form von Materie und Energie von unvorstellbarer Dichte und enormer Temperatur entstanden ist..
Aus diesem großen Ausgangsatom gingen die uns bekannten Elementarteilchen hervor: Protonen, Elektronen und Neutronen in der genannten Form ylem, ein griechisches Wort, das der weise Aristoteles verwendet hatte, um sich auf die ursprüngliche Substanz zu beziehen, die Quelle aller Materie.
Das ylem es kühlte allmählich ab, als es sich ausdehnte, und wurde jedes Mal weniger dicht. Dieser Prozess hinterließ einen Strahlungsfußabdruck im Universum, der jetzt entdeckt wurde: den Mikrowellenstrahlungshintergrund..
Die Elementarteilchen begannen sich miteinander zu verbinden und bildeten innerhalb weniger Minuten die Materie, die wir kennen. Also die ylem es wurde sukzessive in die eine oder andere Substanz umgewandelt. Die Idee von ylem Es ist genau das, was das pulsierende Universum hervorgebracht hat.
Nach der Theorie des pulsierenden Universums ist es möglich, dass vor Erreichen dieser expansiven Phase, in der wir uns jetzt befinden, ein anderes Universum ähnlich dem aktuellen existierte, das sich bis zur Bildung des Universums zusammenzog ylem.
Oder vielleicht ist unser Universum das erste der zyklischen Universen, die in Zukunft stattfinden werden..
Laut Tolman beginnt jede Schwingungssequenz im Universum mit einem Urknall, in dem die ylem gibt Anlass zu all der Materie, die wir kennen, und endet mit dem Big Crunch, dem Zusammenbruch, in dem das Universum zusammenbricht.
In der Zeitspanne, die zwischen den beiden vergeht, dehnt sich das Universum aus, bis die Schwerkraft ihm ein Ende setzt.
Wie Tolman selbst erkannte, liegt das Problem jedoch im zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, der besagt, dass die Entropie - der Grad der Störung - eines Systems niemals abnimmt.
Daher müsste jeder Zyklus länger sein als der vorherige, wenn das Universum in der Lage wäre, eine Erinnerung an seine vorherige Entropie zu behalten. Durch Erhöhen der Dauer jedes Zyklus würde es einen Punkt geben, an dem sich das Universum auf unbestimmte Zeit ausdehnen würde.
Eine weitere Konsequenz ist, dass nach diesem Modell das Universum endlich ist und an einem entfernten Punkt in der Vergangenheit einen Ursprung haben muss.
Um das Problem zu beheben, erklärte Tolman, dass durch die Einbeziehung der relativistischen Thermodynamik solche Einschränkungen verschwinden würden, was eine unbestimmte Reihe von Kontraktionen und Expansionen des Universums ermöglichen würde..
Der russische Kosmologe Alexander Friedmann, der auch ein großer Mathematiker war, entdeckte drei Lösungen für Einsteins Gleichungen. Dies sind 10 Gleichungen, die Teil der Relativitätstheorie sind und beschreiben, wie sich Raum-Zeit-Kurven aufgrund der Anwesenheit von Materie und Schwerkraft krümmen.
Friedmanns drei Lösungen führen zu drei Modellen des Universums: eine geschlossene, eine offene und eine dritte Wohnung. Diese drei Lösungen bieten folgende Möglichkeiten:
-Ein expandierendes Universum kann aufhören zu expandieren und sich wieder zusammenziehen.
-Das expandierende Universum kann einen Gleichgewichtszustand erreichen.
-Die Expansion kann bis ins Unendliche fortgesetzt werden.
Die Expansionsrate des Universums und die Menge der darin vorhandenen Materie sind die Schlüssel, um die richtige Lösung unter den drei genannten zu erkennen..
Friedmann schätzte, dass die eingangs erwähnte kritische Dichte etwa 6 Wasserstoffatome pro Kubikmeter beträgt. Denken Sie daran, dass Wasserstoff und Helium die Hauptprodukte der ylem nach dem Urknall und den am häufigsten vorkommenden Elementen im Universum.
Bisher sind sich die Wissenschaftler einig, dass die Dichte des aktuellen Universums sehr gering ist, so dass es nicht möglich ist, eine Schwerkraft zu erzeugen, die die Expansion verlangsamt..
Dann wäre unser Universum ein offenes Universum, das in der Großen Träne oder dem Großen Riss enden könnte, wo Materie in subatomare Teilchen getrennt wird, die niemals wieder zusammenkommen. Dies wäre das Ende des Universums, das wir kennen.
Aber Sie müssen die Existenz der Dunklen Materie berücksichtigen. Dunkle Materie kann zumindest vorerst nicht direkt gesehen oder entdeckt werden. Aber seine Gravitationseffekte tun es, da sein Vorhandensein die Gravitationsänderungen in vielen Sternen und Systemen erklären würde..
Da angenommen wird, dass dunkle Materie bis zu 90% des Universums einnimmt, ist es möglich, dass unser Universum geschlossen ist. In diesem Fall könnte die Schwerkraft die Expansion kompensieren und sie wie zuvor beschrieben zum Big Crunch führen..
Auf jeden Fall ist es eine faszinierende Idee, die noch viel Raum für Spekulationen bietet. In Zukunft ist es möglich, dass die wahre Natur der Dunklen Materie, falls sie existiert, offenbart wird.
Hierfür gibt es bereits Experimente in den Labors der Internationalen Raumstation. In der Zwischenzeit werden am Boden auch Experimente durchgeführt, um dunkle Materie aus normaler Materie zu erhalten. Die daraus resultierenden Erkenntnisse werden der Schlüssel zum Verständnis der wahren Natur des Universums sein..
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