Gli scienziati affermano che l’universo potrebbe presto rimpicciolirsi “in modo significativo”

Dopo quasi 13,8 miliardi di anni di continua espansione, l’universo potrebbe presto fermarsi, quindi iniziare lentamente a rimpicciolirsi, un nuovo studio è stato pubblicato sulla rivista. Bollettino Scientifico dell’Accademia Nazionale delle Scienze suggerisce.

Nel nuovo lavoro, tre scienziati cercano di modellare la natura dell’energia oscura, una forza misteriosa che sembra far espandere l’universo più velocemente, sulla base delle osservazioni dell’espansione spaziale passata.

Nel modello a squadre, l’energia oscura non è una forza costante della natura, ma un’essenza chiamata quintessenza che può decadere nel tempo.

I ricercatori hanno scoperto che mentre l’universo si espande per miliardi di anni, il potere ripugnante dell’energia oscura può indebolirsi.

Secondo il loro modello, l’accelerazione dell’Universo potrebbe terminare rapidamente nei prossimi 65 milioni di anni, e poi tra 100 milioni di anni, l’Universo potrebbe smettere del tutto di espandersi, և invece potrebbe entrare in un’era di lenta contrazione che termina miliardi di anni dopo . ora con la morte dello spazio-tempo, o forse con la rinascita.

E tutto questo potrebbe accadere “notevolmente” rapidamente, afferma il coautore dello studio Paul Steinhardt, direttore del Princeton Center for Theoretical Sciences presso la Princeton University nel New Jersey.

“Tornando indietro nel tempo, 65 milioni di anni fa, è proprio quando l’asteroide Chicxulub colpì la Terra e distrusse i dinosauri”, ha detto Steinhardt a WordsSideKick.com. “65 milioni di anni nello spazio sono significativamente più brevi.”

“Niente di contraddittorio o incredibile in questa teoria”, ha detto a WordsSideKick.com Gary Hinshaw, professore di fisica e astronomia all’Università della Columbia Britannica, di non essere coinvolto nello studio.

Tuttavia, poiché il modello dipende solo da precedenti osservazioni di espansione, ևpoiché la presenza di energia oscura nello spazio è un tale mistero, le previsioni presentate in questo articolo sono attualmente impossibili da verificare. Per ora possono rimanere solo teorie.

Energia del vuoto

Dagli anni ’90, gli scienziati si sono resi conto che l’espansione dell’Universo sta accelerando. La distanza tra le galassie si sta espandendo più velocemente di quanto non facesse miliardi di anni fa.

Gli scienziati hanno chiamato questa misteriosa fonte di accelerazione, energia oscura, un essere invisibile che sembra lavorare contro la gravità spingendo gli oggetti più massicci dell’universo più lontani invece di collegarli.

L’energia oscura costituisce circa il 70% dell’energia di massa totale dell’Universo, le sue proprietà rimangono un mistero assoluto.

La teoria popolare avanzata da Albert Einstein è che l’energia oscura è una costante cosmica, una forma immutabile di energia intessuta nel tessuto del tempo cosmico. Se questo è il caso, se la forza dell’energia oscura non può mai cambiare, allora l’Universo deve continuare ad espandersi (և accelerare) per sempre.

Tuttavia, la teoria in competizione suggerisce che l’energia oscura non deve essere costante per conformarsi alle osservazioni dell’espansione cosmica passata.

Piuttosto, l’energia oscura potrebbe essere qualcosa chiamato quintessenza, un campo dinamico che cambia nel tempo. (Steinhardt è stato uno dei tre studiosi a presentare questa idea in un articolo del 1998. Lettere di revisione fisica:.)

A differenza della costante cosmica, la quintessenza può essere ripugnante o attraente, a seconda del suo rapporto energia cinetico-potenziale al momento. Negli ultimi 14 miliardi di anni, la quintessenza è stata ripugnante.

Per la maggior parte di quel periodo, tuttavia, ha contribuito poco all’espansione dell’Universo rispetto alla radiazione և. Ciò è cambiato circa cinque miliardi di anni fa, quando la quintessenza è diventata la componente dominante e la sua ripugnante attrazione gravitazionale ha accelerato l’espansione dell’universo.

“La domanda che solleviamo in questo articolo è la seguente. “Questa accelerazione dovrebbe durare per sempre?” ha detto Steinhardt. “E se no, quali sono le alternative? In quanto tempo può cambiare la situazione?”

La morte dell’energia oscura

Nel loro studio, Steinhardt e i suoi colleghi, Anna Ijas della New York University e Cosmin Andrey di Princeton, hanno previsto come le proprietà della quintessenza potrebbero cambiare nei prossimi miliardi di anni.

Per fare ciò, il team ha creato un modello fisico della quintessenza, dimostrando la sua forza repulsiva nel tempo per corrispondere alle precedenti osservazioni sull’espansione dell’Universo. Quando il modello del team è stato in grado di riprodurre in modo affidabile la storia dell’espansione dell’Universo, hanno esteso le loro previsioni al futuro.

“Con loro sorpresa, l’energia oscura del loro modello può dissiparsi nel tempo”, ha detto Hinshaw. “La sua forza potrebbe essere diminuita. E se lo fa con una certa quantità di uova, alla fine le proprietà antigravitazionali dell’energia oscura scompariranno, և si trasformerà in qualcosa di più simile alla materia ordinaria.

Secondo il modello del team, la forza repulsiva dell’energia oscura può essere in rapido declino che potrebbe essere iniziato miliardi di anni fa.

Con questo scenario, l’espansione accelerata dell’Universo sta già rallentando oggi. Presto, in circa 65 milioni di anni, quell’accelerazione potrebbe fermarsi del tutto e poi, in 100 milioni di anni, l’energia oscura potrebbe diventare attraente, causando la contrazione dell’intero universo.

In altre parole, dopo circa 14 miliardi di anni di crescita, l’universo potrebbe iniziare a rimpicciolirsi.

“Questo sarà un tipo molto speciale di contrazione, che chiamiamo contrazione lenta”, ha detto Steinhardt. “Invece di espandersi, l’universo si sta restringendo molto, molto lentamente.”

All’inizio, la contrazione dell’universo sarebbe così lenta che anche un’ipotetica persona viva sulla Terra non noterebbe nemmeno il cambiamento, dice Steinhard. Secondo il modello del team, ci vorrebbero diversi miliardi di anni prima che l’universo si rimpicciolisse lentamente fino a raggiungere circa la metà delle sue dimensioni attuali.

La fine dell’universo?

Da lì possono succedere una delle due cose, ha detto Steinhardt. O l’Universo si rimpicciolisce fino a collassare con un grande “scricchiolio” che termina lo spazio-tempo, come lo conosciamo, oppure l’Universo si rimpicciolisce fino a tornare al suo stato originale, un altro Big Bang. Il grande “salto” – avviene, creando un nuovo Universo dalle vecchie ceneri.

In quel secondo scenario (che Steinhardt այլ ha descritto sulla rivista nel 2019 un altro partner. Lettere di fisica B:) L’universo segue il modello ciclico di espansione, contrazione, crunch e salti, che lo stanno costantemente collassando e trasformandolo.

Se questo è vero, allora il nostro Universo attuale potrebbe non essere il primo o l’unico Universo, ma semplicemente l’ultimo di un numero infinito di universi che si sono espansi e si sono ridotti al nostro, ha detto Steinhardt. E tutto dipende dalla natura mutevole dell’energia oscura.

Quanto è probabile che ciò accada? Hinshaw ha affermato che l’interpretazione della nuova cinetica della carta era “un presupposto perfettamente ragionevole di cosa sia l’energia oscura”.

“Poiché tutte le nostre osservazioni sull’espansione dello spazio provengono da oggetti a milioni di miliardi di anni luce dalla Terra, i dati attuali possono solo informare gli scienziati del passato dell’Universo, non del suo presente o futuro”, ha aggiunto.

Quindi l’Universo potrebbe benissimo andare al crunch, և non possiamo saperlo fino a quando և inizia la fase di contrazione.

“Penso che dipenda davvero da quanto influente pensi che questa teoria sia, quanto sia più potente, quanto sia verificabile”. Hinshaw ha aggiunto.

“Purtroppo, non esiste un buon modo per verificare se la quintessenza è reale o se l’espansione dello spazio ha iniziato a rallentare”, ha detto Steinhard. Per ora si tratta solo di adattare la teoria alle osservazioni precedenti, և gli autori lo fanno nel loro nuovo lavoro.

Il futuro di una crescita infinita o di un rapido decadimento attenderà il nostro Universo, solo il tempo lo dirà?

Questo articolo è stato originariamente pubblicato da Live Science. Leggi l’articolo originale qui.

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