Big Rip - Big Rip

Na cosmologia física , o Big Rip é um modelo cosmológico hipotético sobre o destino final do universo , no qual a matéria do universo , de estrelas e galáxias a átomos e partículas subatômicas, e mesmo o próprio espaço - tempo , é progressivamente dilacerada pela expansão do universo em um determinado momento no futuro, até que as distâncias entre as partículas se tornem infinitas. De acordo com o modelo padrão da cosmologia, o fator de escala do universo está se acelerando e, na era futura de dominação constante cosmológica, aumentará exponencialmente. No entanto, essa expansão é semelhante para cada momento do tempo (daí a lei exponencial - a expansão de um volume local é o mesmo número de vezes no mesmo intervalo de tempo) e é caracterizada por uma pequena constante de Hubble imutável , efetivamente ignorada por quaisquer estruturas materiais ligadas. Em contraste, no cenário Big Rip, a constante de Hubble aumenta até o infinito em um tempo finito.

A possibilidade de singularidade súbita ocorre apenas para matéria hipotética ( energia fantasma ) com propriedades físicas implausíveis.

Visão geral

A verdade da hipótese depende do tipo de energia escura presente em nosso universo . O tipo que poderia provar essa hipótese é uma forma de energia escura em constante aumento, conhecida como energia fantasma . Se a energia escura no universo aumentar sem limite, ela pode superar todas as forças que mantêm o universo unido. O valor chave é a equação do parâmetro de estado w , a razão entre a pressão da energia escura e sua densidade de energia . Se −1 <  w  <0, a expansão do universo tende a se acelerar, mas a energia escura tende a se dissipar com o tempo, e o Big Rip não acontece. A energia fantasma tem w  <-1, o que significa que sua densidade aumenta à medida que o universo se expande.

Um universo dominado por energia fantasma é um universo em aceleração , expandindo-se a uma taxa cada vez maior. No entanto, isso implica que o tamanho do universo observável e do horizonte de partículas está diminuindo continuamente - a distância na qual os objetos estão se movendo à velocidade da luz de um observador torna-se cada vez mais próxima, e a distância sobre a qual as interações podem se propagar torna-se cada vez mais curta . Quando o tamanho do horizonte da partícula se torna menor do que qualquer estrutura particular, nenhuma interação por qualquer uma das forças fundamentais pode ocorrer entre as partes mais remotas da estrutura, e a estrutura é "despedaçada". A própria progressão do tempo irá parar. O modelo implica que após um tempo finito haverá uma singularidade final, chamada de "Big Rip", na qual o universo observável eventualmente atinge o tamanho zero e todas as distâncias divergem para valores infinitos.

Os autores desta hipótese, liderados por Robert R. Caldwell, do Dartmouth College , calculam o tempo desde o presente até o Big Rip a ser

onde w é definido acima, H 0 é a constante de Hubble e Ω m é o valor presente da densidade de toda a matéria no universo.

No entanto, as observações das velocidades do aglomerado de galáxias pelo Observatório de raios-X Chandra parecem sugerir que o valor de w é de aproximadamente -0,991, o que significa que o Big Rip não acontecerá.

Exemplo do autor

Em seu artigo, os autores consideram um exemplo hipotético com w  = −1,5, H 0  = 70 km / s / Mpc e Ω m  = 0,3, caso em que o Big Rip aconteceria aproximadamente 22 bilhões de anos a partir do presente. Nesse cenário, as galáxias seriam separadas umas das outras cerca de 200 milhões de anos antes do Big Rip. Cerca de 60 milhões de anos antes do Big Rip, as galáxias começariam a se desintegrar à medida que a gravidade se tornasse muito fraca para mantê-las unidas. Sistemas planetários como o Sistema Solar se tornariam desvinculados gravitacionalmente cerca de três meses antes do Big Rip, e os planetas voariam para o universo em rápida expansão. Nos últimos minutos, estrelas e planetas seriam dilacerados e os átomos agora dispersos seriam destruídos cerca de 10 a 19 segundos antes do fim. No momento em que ocorre o Big Rip, até o próprio espaço-tempo seria dilacerado e o fator de escala seria infinito.

Universo observado

As evidências indicam que w está muito próximo de -1 em nosso universo, o que torna w o termo dominante na equação. Quanto mais próximo w está de -1, mais próximo o denominador está de zero e mais distante o Big Rip está no futuro. Se w fosse exatamente igual a −1, o Big Rip não poderia acontecer, independentemente dos valores de H 0 ou Ω m .

De acordo com os últimos dados cosmológicos disponíveis, as incertezas ainda são muito grandes para discriminar entre os três casos w  <−1, w  = −1 ew  > −1.

Veja também

Referências

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