De oscillerende universum-theorie of cyclisch universum stelt voor dat het universum oneindig uitdijt en samentrekt. Richard Tolman (1881-1948), een wiskundige aan het California Institute of Technology, stelde rond 1930 een wiskundig gebaseerde theorie van het pulserende universum voor.
Maar het idee was niet nieuw voor Tolmans tijd, aangezien oude Vedische geschriften al iets soortgelijks hadden voorgesteld rond 1500 voor Christus, waarin stond dat het hele universum vervat was in een kosmisch ei genaamd Brahmanda.
Dankzij Edwin Hubble (1889-1953) is bewezen dat het heelal momenteel uitdijt, wat het volgens de meeste astronomen momenteel aan het versnellen is.
Artikel index
Wat Tolman voorstelt is dat de uitdijing van het universum plaatsvindt dankzij de initiële impuls van de oerknal en zal stoppen zodra die impuls ophoudt als gevolg van de werking van de zwaartekracht..
Inderdaad, de Russische kosmoloog Alexander Friedmann (1888-1925) had in 1922 al wiskundig het idee geïntroduceerd van een kritische dichtheid van het heelal, waaronder het uitdijt zonder dat de zwaartekracht het kan verhinderen, terwijl daarboven dezelfde gravitatie voorkomt uitzetting en veroorzaakt zijn samentrekking totdat het instort.
Welnu, in zijn theorie voorspelt Tolman dat de dichtheid van het universum een punt zal bereiken waarop de expansie stopt dankzij de zwaartekrachtrem, en de samentrekkingsfase zal beginnen, genaamd Grote crunch.
Tijdens deze fase zullen de sterrenstelsels steeds dichterbij groeien om een enorme, ongelooflijk dichte massa te vormen, waardoor de voorspelde ineenstorting wordt veroorzaakt..
De theorie stelt ook dat het universum geen specifiek begin en einde heeft, aangezien het afwisselend wordt gebouwd en vernietigd in cycli van miljoenen jaren..
De meeste kosmologen aanvaarden de oerknaltheorie als de oorsprong van het universum, dat werd gevormd door de grote oerexplosie, uit een specifieke vorm van materie en energie met een onvoorstelbare dichtheid en een enorme temperatuur..
Uit dit grote initiële atoom kwamen de elementaire deeltjes tevoorschijn die we kennen: protonen, elektronen en neutronen, in de vorm genaamd ylem, een Grieks woord dat de wijze Aristoteles had gebruikt om te verwijzen naar de oorspronkelijke substantie, de bron van alle materie.
De ylem het koelde geleidelijk af naarmate het zich uitbreidde, en werd elke keer minder dicht. Dit proces heeft een stralingsvoetafdruk achtergelaten op het heelal, die nu is gedetecteerd: de microgolfstraling achtergrond..
De elementaire deeltjes begonnen met elkaar te combineren en vormden binnen enkele minuten de materie die we kennen. Dus de ylem het werd achtereenvolgens omgevormd tot een en andere substantie. Het idee van ylem Het is precies degene die aanleiding gaf tot het pulserende universum.
Volgens de theorie van het pulserende universum is het, voordat we deze expansieve fase waarin we ons nu bevinden, mogelijk dat er een ander universum bestond dat vergelijkbaar was met het huidige, dat samentrok tot het ylem.
Of misschien is het onze het eerste van de cyclische universums die in de toekomst zullen plaatsvinden..
Volgens Tolman begint elke trillingssequentie in het universum met een oerknal, waarin de ylem geeft aanleiding tot alle materie die we kennen en eindigt met de Big Crunch, de ineenstorting waarin het universum instort.
In de tijd die tussen de een en de ander verstrijkt, breidt het universum zich uit totdat de zwaartekracht er een einde aan maakt.
Zoals Tolman zelf besefte, ligt het probleem echter in de tweede wet van de thermodynamica, die stelt dat de entropie - mate van wanorde - van een systeem nooit afneemt..
Daarom zou elke cyclus langer moeten zijn dan de vorige, als het universum in staat zou zijn om een herinnering aan zijn vorige entropie te bewaren. Door de duur van elke cyclus te verlengen, zou er een punt komen waarop het universum de neiging zou hebben om oneindig uit te breiden.
Een ander gevolg is dat volgens dit model het universum eindig is en op een bepaald punt in het verleden een oorsprong moet hebben gehad.
Om het probleem op te lossen, verklaarde Tolman dat door relativistische thermodynamica op te nemen, dergelijke beperkingen zouden verdwijnen, waardoor een onbepaalde reeks samentrekkingen en uitbreidingen van het universum mogelijk zou zijn..
De Russische kosmoloog Alexander Friedmann, die ook een groot wiskundige was, ontdekte drie oplossingen voor de vergelijkingen van Einstein. Dit zijn 10 vergelijkingen die deel uitmaken van de relativiteitstheorie en die beschrijven hoe ruimte-tijd kromt door de aanwezigheid van materie en zwaartekracht.
Friedmann's drie oplossingen leiden tot drie modellen van het universum: een gesloten, een open en een derde plat. De mogelijkheden die deze drie oplossingen bieden, zijn:
-Een uitdijend universum kan stoppen met uitzetten en weer samentrekken.
-Het uitdijende heelal kan een evenwichtstoestand bereiken.
-Uitbreiding kan doorgaan tot in het oneindige.
De uitbreidingssnelheid van het universum en de hoeveelheid materie die erin aanwezig is, zijn de sleutels om de juiste oplossing te herkennen tussen de drie die werden genoemd..
Friedmann schatte dat de kritische dichtheid waarnaar in het begin werd verwezen ongeveer 6 waterstofatomen per kubieke meter is. Onthoud dat waterstof en helium de belangrijkste producten zijn van de ylem na de oerknal en de meest voorkomende elementen in het universum.
Tot nu toe zijn wetenschappers het erover eens dat de dichtheid van het huidige universum erg laag is, zodanig dat het niet haalbaar is om een zwaartekracht op te wekken die de expansie vertraagt..
Dan zou ons universum een open universum zijn, dat zou kunnen eindigen in de Great Tear of Big Rip, waar materie wordt gescheiden in subatomaire deeltjes die nooit meer samenkomen. Dit zou het einde zijn van het universum dat we kennen.
Maar je moet rekening houden met het bestaan van donkere materie. Donkere materie kan, althans voorlopig, niet direct worden gezien of gedetecteerd. Maar zijn zwaartekrachtseffecten doen dat wel, aangezien zijn aanwezigheid de zwaartekrachtveranderingen in veel sterren en systemen zou verklaren..
Aangezien verondersteld wordt dat donkere materie tot 90% van het universum beslaat, is het mogelijk dat ons universum gesloten is. In dat geval zou de zwaartekracht de uitbreiding kunnen compenseren en deze naar de Big Crunch brengen, zoals eerder beschreven..
Het is in ieder geval een boeiend idee, waar nog veel ruimte voor speculatie is. In de toekomst is het mogelijk dat de ware aard van donkere materie, als die bestaat, zal worden onthuld.
Hiervoor lopen al experimenten in de laboratoria van het International Space Station. Ondertussen worden op de grond ook experimenten gedaan om donkere materie uit normale materie te halen. De resulterende bevindingen zullen de sleutel zijn om de ware aard van het universum te begrijpen..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.