宇宙が終わるかもしれない五つの方法

今日の宇宙を見ると、私たちが見つけることができるすべてのものに絶対に畏敬の念を抱くのは簡単です。 私たちの夜空の星は、私たちの天の川に存在するもののほんのわずかです—数千億のうち数千—。, 天の川銀河そのものは、観測可能な宇宙の中に存在する数兆のうちの一つの孤独な銀河であり、約46億光年の間あらゆる方向に広がっています。

そして、それはすべてのビッグバンとして知られている熱い、密な、急速に拡大する状態から約138億年前に始まりました。 それが私たちの宇宙を物質と放射線でいっぱいであると表現できる最初の瞬間であり、既知の物理法則を考えるとその状態から前進することで、宇宙がどのように現代的な形を取ったかを説明することができます。 しかし、それはすべてまだ拡大し、新しい星を形成し、進化しています。 どのように終わりますか？, ここで科学が言っているものです。

長い間、宇宙の構造と進化を研究した科学者は、一般相対性理論の単純な物理学と膨張する宇宙の文脈に基づいて、三つの可能性を それは、宇宙に存在するあらゆる形の物質とエネルギーによって支配される引力です。 一方、初期拡張率があり、すべてを離れて駆動するために働いています。,

ビッグバンは、すべての時間の最大のレースの開始銃をマーク：重力と膨張率の間。 どちらが最終的に私たちの宇宙で勝つのでしょうか？ その質問に対する答えは、古典的な推論が行った、私たちの宇宙の運命を決定する必要があります。

ここで私たちは可能性があると思ったものです：

1. 宇宙は大きなクランチで回想します。 膨張は急速に始まり、大量の物質と放射線がすべてを引き戻すために働きます。 十分な物質とエネルギー以上がある場合、宇宙はある程度の最大サイズに拡大し、膨張は収縮に逆になり、宇宙は回想します。
2. 宇宙は永遠に膨張し、大きな凍結をもたらします。, すべては上記と同じように始まりますが、今回だけ、物質とエネルギーの量は膨張に対抗するには不十分です。 宇宙は永遠に膨張し続け、膨張率は低下し続けますが、ゼロに達することはありません。li>
3. 宇宙の膨張はゼロに漸近します。 上記の二つの例の間の境界線の状況を想像してみてください。 もう一つの陽子があれば、私たちは思い出し、もう一つ少なく、私たちは永遠に拡大します。 この重要な（またはゴルディロックス）ケースでは、宇宙は永遠に拡大しますが、可能な限り最も遅い速度で拡大します。,

どれが正しいかを知るためには、宇宙がどれだけ速く膨張しているか、そしてその膨張率が時間の経過とともにどのように変化しているかを測 物理学は残りを決定するでしょう。

それは現代の天体物理学の偉大なクエストの一つでした。, 宇宙が拡大していた速度を測定し、あなたは宇宙の生地が今日どのように変化しているかを知っています。 どのように拡大率を変えながら、あけましておめでとうございますどのように生地のスペースを変更します。

これら二つの情報をまとめると、膨張率がどのように変化しているかによって、宇宙が何から作られているのか、どのような比率で作られているのかを判断することができます。

これらの測定によって知らされた私たちの知る限り、宇宙は約0.01％の放射線、0.1％のニュートリノ、4でできていると判断しました。,通常の物質9%、ダークマター27%、ダークエネルギー68%。 1920年代には早くも始まったこの探求は、1990年代後半に予期せぬ答えを得ました。

だから、ダークエネルギーが宇宙の膨張を支配するなら、それは私たちの運命にとってどういう意味ですか？ それはすべて、ダークエネルギーが時間とともに進化する方法に依存します。 ここに五つの可能性があります。

1.）ダークエネルギーは膨張を支配する宇宙定数である。 これはデフォルトのオプションのトップクラスのデータを蓄積しています。 宇宙が膨張するにつれて物質は密度が低くなり、体積が拡大するにつれて希釈されますが、ダークエネルギーは宇宙自体のファブリックに固有のエネルギーの非ゼロ量を表します。, 宇宙が膨張するにつれて、ダークエネルギー密度は一定のままであり、膨張速度はゼロではなく正の値に漸近する。

これは指数関数的に拡大する宇宙につながり、最終的には私たちの地元のグループの一部ではないすべてのものを押しのけます。 すでに、目に見える宇宙の97％は、これらの条件下で到達できません。

2.,）ダークエネルギーは動的であり、時間の経過とともにより強力に成長する。 ダークエネルギーは、宇宙自体に固有の新しい形のエネルギーであるように見え、一定のエネルギー密度を持っていることを意味します。 しかし、時間の経過とともに変化する可能性もあります。 それが変化する可能性がある一つの可能な方法は、それが大きさで強化され、宇宙の膨張率が時間の経過とともに加速する可能性があるというこ

より遠くの物体が私たちから離れて加速するように見えるだけでなく、それらは増加する速度でそうするでしょう。, さらに悪いことに、銀河団、個々の銀河、太陽系、さらには原子のように、今日重力で束縛されている物体は、いつかダークエネルギーが強化されるにつれて、すべてが結合しなくなるでしょう。 宇宙の最後の瞬間に、亜原子粒子と宇宙自体のファブリックは引き裂かれるでしょう。 この”大きな裂け目”の運命は第二の可能性です。

3.）ダークエネルギーは動的であり、時間の経過とともに崩壊する。 他にどのようにダークエネルギ 強化する代わりに、弱める可能性があります。 確かに、膨張率は空間自体に属する一定量のエネルギーと一致していますが、このエネルギー密度も低下する可能性があります。

それがゼロに崩壊すると、上記で表現された元の可能性の一つにつながる可能性があります：大きな凍結。, 宇宙はまだ拡大するだろうが、十分な物質や他の形態のエネルギーがなければ、思い出すことができない。

それは負になるために離れて減衰する場合は、しかし、それは可能性の別のものにつながる可能性があります：大きなクランチ。 宇宙は、突然兆候を切り替え、宇宙を回想させた宇宙に固有のエネルギーで満たされる可能性があります。 これらの変化のタイムスケールは、ビッグバン以来の時間よりもはるかに長く制限されていますが、それでも発生する可能性があります。

4.)暗黒エネルギーが移行を他の形でエネルギーを元気に。 ダークエネルギーが崩壊せず、代わりに一定のまま、あるいは強化さえしない場合、生じる別の可能性があります。 今日の宇宙のファブリックに固有のこのエネルギーは、永遠にその形に残らないかもしれません。, 代わりに、宇宙インフレーションが終わり、熱いビッグバンが始まったときに起こったことと同様に、物質と放射線に変換される可能性があります。

ダークエネルギーがその時点まで一定のままであれば、それはニュートリノと光子だけが自己作成することができるホットビッグバンの非常に、非常に冷たく拡散的なバージョンを作り出すでしょう。 だが暗黒エネルギー増強さ、動きをタイムリーかつ詳細にインフレのような状態が続く新しい真の熱いビッグバンを再認識。, これは、宇宙を活性化させ、新しく作成された宇宙が私たちのように振る舞う別のチャンスを得る周期的なパラメータのセットを作成する最も簡単な

5.）ダークエネルギーは量子真空のゼロ点エネルギーに関連しており、崩壊して私たちが知っている宇宙を破壊します。 これはすべての中で最も破壊的な可能性です。, ダークエネルギーが最低エネルギー構成の空き空間の真の価値ではなく、宇宙の初期の対称性が偽の最小構成に壊れた結果である場合はどうなりますか？もしそうなら、物理学の法則を変え、今日の量子場のすべての束縛状態（すなわち粒子）を破壊する、より低エネルギー状態に量子トンネルする方法があ 量子真空がこのように不安定であれば、この崩壊が起こるところはどこでも、光速で外側に膨張する泡の中で宇宙のすべてのものが破壊されます。, そのような信号が私たちに届いた場合、それは私たちの瞬間的な破壊も伴うでしょう。

これらの可能性のどれが私たちの宇宙に当てはまるかはわかりませんが、データは最初の選択肢と信じられないほど一致しています。 現在、宇宙がどのように進化したか、特に宇宙マイクロ波背景放射と宇宙の大規模な構造のために、私たちの観測は、ダークエネルギーがどれだけ変化するかについての厳しい制約を置いています。,

2020年代のNASAの旗艦天体物理ミッションWFIRSTの到来により、私たちはおそらく10かそこらの別の要因でその揺れ部屋を締め付ける態勢を整えています。 ダークエネルギーが私たちの運命が今日予想されているものとは異なるという兆候を提供するならば、その天文台は私たちの宇宙についてのこの新 それまで、私たちが持っているのは、私たちが考慮すべき可能性だけです。 残りは科学次第です。