Het universum is niet statisch. Dit werd bevestigd door de studies van astronoom Edwin Hubble in 1929, dat wil zeggen bijna 90 jaar geleden. Hij werd op dit idee gebracht door observaties van de beweging van sterrenstelsels. Een andere ontdekking van astrofysici aan het einde van de twintigste eeuw was de berekening van de uitdijing van het heelal met versnelling.
Hoe heet de uitdijing van het heelal
Sommige mensen zijn verrast om te horen wat wetenschappers de uitdijing van het heelal noemen. Het grootste deel van deze naam wordt geassocieerd met de economie en met negatieve verwachtingen.
Inflatie is het proces van uitdijing van het heelal onmiddellijk na zijn verschijning, en met een scherpe versnelling. Vertaald uit het Engels, "inflation" - "pump up", "inflate".
Nieuwe twijfels over het bestaan van donkere energie als factor in de inflatietheorie van het heelal worden gebruikt door tegenstanders van de expansietheorie.
Toen stelden wetenschappers een kaart van zwarte gaten voor. De initiële gegevens wijken af van de gegevens die in een later stadium zijn verkregen:
- Zestigduizend zwarte gaten met de afstand tussen de meestemeer dan elf miljoen lichtjaar verwijderd - gegevens van vier jaar geleden.
- Honderdtachtigduizend sterrenstelsels met zwarte gaten op dertien miljoen lichtjaar afstand. Gegevens verkregen door wetenschappers, waaronder Russische kernfysici, begin 2017.
Deze informatie, zeggen astrofysici, is niet in tegenspraak met het klassieke model van het heelal.
De uitdijingssnelheid van het heelal is een uitdaging voor kosmologen
De expansiesnelheid is inderdaad een uitdaging voor kosmologen en astronomen. Toegegeven, kosmologen beweren niet langer dat de expansiesnelheid van het heelal geen constante parameter heeft, de discrepanties verplaatsten zich naar een ander vlak - toen de expansie begon te versnellen. Spectrum-roaminggegevens van zeer verre Type 1-supernova's bewijzen dat expansie niet een plotseling beginproces is.
Wetenschappers geloven dat het heelal de eerste vijf miljard jaar is samengetrokken.
De eerste gevolgen van de oerknal veroorzaakten eerst een krachtige expansie, en toen begon een inkrimping. Maar donkere energie had nog steeds invloed op de groei van het universum. En met versnelling.
Amerikaanse wetenschappers zijn begonnen met het maken van een kaart van de grootte van het universum voor verschillende tijdperken om erachter te komen wanneer de versnelling begon. Door supernova-explosies te observeren, evenals de richting van de concentratie van donkere materie in oude sterrenstelsels, hebben kosmologen versnellingskenmerken opgemerkt.
Waarom het heelal "versnelt"
Aanvankelijk werd aangenomen dat in de gecompileerde kaart van de grootte van het heelal de versnellingswaarden niet lineair waren, maar veranderden in een sinusoïde. Het werd de 'golf van het universum' genoemd.
De golf van het heelal zegt dat de versnelling niet met een constante snelheid verliep: hij vertraagde en versnelde toen. En meerdere keren. Wetenschappers geloven dat er zeven van dergelijke processen waren in de 13,81 miljard jaar na de oerknal.
Kosmologen kunnen echter nog geen antwoord geven op de vraag wat de versnelling-vertraging bepa alt. Aannames komen neer op het idee dat het energieveld waaruit donkere energie voortkomt, onderhevig is aan de golf van het heelal. En door van de ene positie naar de andere te gaan, breidt het heelal zijn versnelling uit of vertraagt het.
Ondanks de overtuigingskracht van de argumenten, blijven ze nog steeds een theorie. Astrofysici hopen dat informatie van de Planck-telescoop het bestaan van een golf in het heelal zal bevestigen.
Toen donkere energie werd gevonden
Voor het eerst begonnen ze erover te praten in de jaren negentig vanwege supernova-explosies. De aard van donkere energie is onbekend. Hoewel Albert Einstein de kosmische constante uitkoos in zijn relativiteitstheorie.
In 1916, honderd jaar geleden, werd het universum nog steeds als onveranderlijk beschouwd. Maar de zwaartekracht kwam tussenbeide: de kosmische massa's zouden onveranderlijk tegen elkaar slaan als het universum stil zou staan. Einstein verklaart de zwaartekracht vanwege de kosmische afstotende kracht.
Georges Lemaitre zal het rechtvaardigen door middel van natuurkunde. Vacuüm bevat energie. Vanwege haar aarzeling leidde tot:het verschijnen van deeltjes en hun verdere vernietiging, krijgt de energie een afstotende kracht.
Toen Hubble de uitdijing van het heelal bewees, noemde Einstein de kosmologische constante onzin.
Invloed van donkere energie
Het universum beweegt met een constante snelheid uit elkaar. In 1998 ontving de wereld gegevens van een analyse van type 1 supernova-explosies. Het is bewezen dat het heelal sneller groeit.
Dit gebeurt vanwege een onbekende stof, het kreeg de bijnaam "donkere energie". Het blijkt dat het bijna 70% van de ruimte van het heelal in beslag neemt. De essentie, eigenschappen en aard van donkere energie zijn niet bestudeerd, maar de wetenschappers proberen erachter te komen of het in andere sterrenstelsels bestond.
In 2016 berekenden ze de exacte expansiesnelheid voor de nabije toekomst, maar er ontstond een discrepantie: het heelal breidt zich sneller uit dan astrofysici eerder hadden aangenomen. Onder wetenschappers braken onenigheden uit over het bestaan van donkere energie en de invloed ervan op de uitdijingssnelheid van de grenzen van het heelal.
De uitdijing van het heelal vindt plaats zonder donkere energie
De theorie van de onafhankelijkheid van de uitdijing van het heelal van donkere energie werd begin 2017 door wetenschappers naar voren gebracht. Ze verklaren de uitdijing als een verandering in de structuur van het heelal.
Wetenschappers van de universiteiten van Boedapest en Hawaï kwamen tot de conclusie dat de discrepantie tussen de berekeningen en de werkelijke expansiesnelheid verband houdt met een verandering in de eigenschappen van de ruimte. Niemand hield rekening met wat er met het model van het heelal gebeurt tijdens expansie.
Twijfelen aan het bestaan van donkere energie, leggen wetenschappers uit: de meestegrote concentraties van de materie van het heelal beïnvloeden de uitdijing ervan. In dit geval wordt de rest van de inhoud gelijkmatig verdeeld. Het feit blijft echter onbekend.
Om de geldigheid van hun veronderstellingen aan te tonen, hebben wetenschappers een model van een mini-universum voorgesteld. Ze presenteerden het in de vorm van een reeks bellen en begonnen de groeiparameters van elke bel in zijn eigen tempo te berekenen, afhankelijk van de massa.
Deze simulatie van het universum heeft wetenschappers laten zien dat het kan veranderen zonder rekening te houden met energie. En als je donkere energie "mengt", dan zal het model niet veranderen, zeggen wetenschappers.
Over het algemeen gaat het debat nog steeds door. Aanhangers van donkere energie zeggen dat het de uitbreiding van de grenzen van het universum beïnvloedt, tegenstanders houden stand en stellen dat de concentratie van materie ertoe doet.
De snelheid waarmee het heelal nu uitdijt
Wetenschappers zijn ervan overtuigd dat het heelal begon te groeien na de oerknal. Toen, bijna veertien miljard jaar geleden, bleek dat de uitdijingssnelheid van het heelal groter was dan de lichtsnelheid. En het blijft groeien.
De kortste geschiedenis van de tijd door Stephen Hawking en Leonard Mlodinov merkt op dat de uitdijingssnelheid van de grenzen van het heelal niet hoger kan zijn dan 10% per miljard jaar.
Om de uitdijingssnelheid van het heelal te bepalen, berekende Nobelprijswinnaar Adam Riess in de zomer van 2016 de afstand tot pulserende Cepheïden in sterrenstelsels dicht bij elkaar. Met deze gegevens konden we de snelheid berekenen. Het bleek dat sterrenstelsels op een afstand van minstens drie miljoen lichtjaar met een snelheid van bijna 73 km / s weg kunnen bewegen.
Het resultaat was verbluffend: de in een baan om de aarde draaiende telescopen, dezelfde Planck, spraken van 69 km/s. Waarom zo'n verschil werd vastgelegd, kunnen wetenschappers niet beantwoorden: ze weten niets over de oorsprong van donkere materie, waarop de theorie van de uitdijing van het heelal is gebaseerd.
Donkere straling
Een andere factor in de "versnelling" van het heelal werd ontdekt door astronomen met de hulp van Hubble. Er wordt aangenomen dat donkere straling is verschenen aan het begin van de vorming van het universum. Toen zat er meer energie in, maakt niet uit.
Donkere straling "hielp" donkere energie om de grenzen van het universum te verleggen. De verschillen bij het bepalen van de snelheid van versnelling waren te wijten aan de onbekende aard van deze straling, zeggen wetenschappers.
Verder werk van Hubble zou de waarnemingen nauwkeuriger moeten maken.
Mysterieuze energie kan het universum vernietigen
Wetenschappers overwegen al tientallen jaren een dergelijk scenario, gegevens van het Planck-ruimteobservatorium zeggen dat dit allesbehalve speculatie is. Ze werden gepubliceerd in 2013.
"Planck" mat de "echo" van de oerknal, die op de leeftijd van het heelal ongeveer 380 duizend jaar verscheen, de temperatuur was 2700 graden. En de temperatuur veranderde. "Planck" bepaalde ook de "samenstelling" van het heelal:
- bijna 5% - sterren, kosmisch stof, kosmisch gas, sterrenstelsels;
- bijna 27% is de massa van donkere materie;
- ongeveer 70% is donkere energie.
Natuurkundige Robert Caldwell suggereerde dat donkere energie een kracht heeft die kan groeien. En deze energie zal ruimte-tijd scheiden. De melkweg zal in de komende twintig tot vijftig miljard jaar wegtrekken, meent de wetenschapper. Dit proces zal plaatsvinden met de toenemende expansie van de grenzen van het universum. Dit zal de Melkweg van de ster wegscheuren en zal ook desintegreren.
De ruimte meet ongeveer zestig miljoen jaar. De zon zal een vervagende dwergster worden en de planeten zullen zich ervan scheiden. Dan zal de aarde ontploffen. In de komende dertig minuten zal de ruimte de atomen uit elkaar scheuren. De finale zal de vernietiging zijn van de structuur van ruimte-tijd.
Waar de Melkweg "wegvliegt"
Jeruzalem-astronomen zijn ervan overtuigd dat de Melkweg zijn maximale snelheid heeft bereikt, die hoger is dan de uitdijingssnelheid van het heelal. Wetenschappers verklaren dit door het verlangen van de Melkweg naar de "Grote Aantrekker", die wordt beschouwd als de grootste cluster van sterrenstelsels. Dus de Melkweg verlaat de ruimtewoestijn.
Wetenschappers gebruiken verschillende methoden om de uitdijingssnelheid van het heelal te meten, dus er is geen enkel resultaat voor deze parameter.
