E10-Unit1-Pronunciation

John Barrow và Frank J... và Tipler đặ t ra.[r]

Gi

ả

thi

ế

t v

ề

s

ự

k

ế

t thúc c

ủ

a v

ũ

tr

ụ

Physical cosmology

Vũ trụ · Vụ Nổ Lớn Tuổi vũ trụ Timeline of the Big Bang

Giả thiết về sự kết thúc của vũ trụ

[hiện]Early Universe [hiện]Expanding Universe [hiện]Structure Formation [hiện]Components

[hiện]Timeline [hiện]Experiments [hiện]Scientists

Hộp này: xem • thảo luận • sửa

Giả thiết về sự kết thúc của vũ trụ chủđề vật lý vũ trụ Nhiều khả kết thúc diễn dựđốn giả thiết khoa học trái ngược nhau, gồm tương lai tồn hữu hạn vơ hạn Một nhìn nhận vũ trụ khởi

của khối lượng/năng lượng vũ trụ, mật độ trung bình nó, tỷ lệ mở rộng Khi mở rộng, số phận vũ trụ chủđềđáng ý viễn tưởng khoa học

C

ơ

s

ở

khoa h

ọ

c

đ

ang xu

ấ

t hi

ệ

n

Lý thuy

ế

t

Alexander Friedman

Thám hiểm khoa học lý thuyết số phận cuối vũ trụđã trở thành với thuyết tương đối rộng Albert Einstein năm 1916 Thuyết tương đối rộng có thểđược sử dụng để miêu tả vũ trụở mức độ lớn Có nhiều đáp án cho cân tương đối rộng, đáp án đưa số phận xảy vũ trụ

Alexander Friedman đưa sốđáp án năm 1922 Một số vũ trụ

đó mở rộng từ điểm kỳ lạ ban đầu, có nghĩa là, bản, Vụ nổ lớn

Quan sát

Bằng chứng quan sát chưa có nhiều Năm 1931, Edwin Hubble xuất kết luận mình, dựa quan sát biến đổi Cepheid thiên hà xa xôi, vũ trụđang mở rộng Từđó sau, khởi đầu vũ trụ kết thúc xảy trở thành chủđề khám phá khoa học nghiêm túc

V

ụ

n

ổ

l

ớ

n lý thuy

ế

t Tr

ạ

ng thái

ổ

n

đị

nh

hề thay đổi vật chất liên tục tạo Hai lý thuyết đối thủ tận khám phá năm 1965 Arno Penzias Robert Wilson, xạ vi sóng vũ trụ, thực tế khẳng định dựđoán lý thuyết Vụ nổ lớn, lý thuyết trạng thái ổn định khơng thể có Nhờ vậy, lý thuyết Vụ nổ lớn trở thành quan điểm chấp nhận rộng rãi nguồn gốc vũ trụ Tuy nhiên, cần lưu ý rằng, hình thức mình, QSSC, Lý thuyết Trạng thái Ổn định giải thích xạ vi sóng vũ trụ ánh sáng từ ngơi nhiệt hố, tốn học xác -mà dự báo ước tính George Gamow từ mười lăm năm trước 5-10K khơng Vấn đề tìm lực hấp thụ tái xạở tần số vi sóng: giả thuyết cho carbon sắt đảm nhiệm việc toả từ siêu cô đặc lạnh chậm nào.[1]

H

ằ

ng s

ố

v

ũ

tr

ụ

Khi Einstein trình bày thuyết tương đối rộng, ông đồng nghiệp ông tin vào vũ trụ tĩnh Khi Einstein tìm biểu thức ơng dễ dàng giải theo cách vũ trụđang mở rộng, co lại tương lai xa, ông đưa vào biểu thức mà ông gọi số vũ trụ, số mật

độ lượng không bịảnh hưởng mở rộng hay co lại nào, vai trị để bù lại tác động trọng lực vũ trụ tổng thể theo cách mà vũ trụ tĩnh Sau Hubble thơng báo kết luận vũ trụđang mở rộng, Einstein viết số vũ trụ "sai lầm lớn nhất" ông

Gi

ớ

i h

ạ

n m

ậ

t

độ

Một giới hạn quan trọng lý thuyết số phận vũ trụ Giới hạn mật độ, Omega (Ω), xác định mật độ vật chất trung bình vũ trụđược phân chia giá trị tới hạn mật độđó Nó ba mơ hình xảy dựa khả

Ω với, nhỏ hơn, hay lớn Chúng gọi là, theo thứ tự, vũ trụ phẳng, mở vũ trụđóng Ba thuộc tính nói tới mơ hình tổng thể vũ trụ, cong cục thời gian vũ trụ gây đám vật chất nhỏ (ví dụ, thiên hà sao) Nếu vũ trụ chủ yếu vật chất trơ, mơ hình bụi phổ biến hầu hết kỷ 20, có số phận riêng biệt tuỳ theo mơ hình Vì nhà vũ trụ học tìm cách xác định số phận vũ trụ cách đo Ω, hay cách tương

đương tỷ lệ mở rộng tăng lên

L

ự

c

đẩ

y

Vai trị c

ủ

a Hình d

ạ

ng v

ũ

tr

ụ

Đa số nhà khoa học tin số phận vũ trụ phụ thuộc vào hình dạng tổng thể nó, số lượng lượng tối có vào biểu thực tình trạng định mật độ lượng tối sẽđáp ứng lại với mở rộng vũ trụ [cần dẫn nguồn] Những quan sát gần cho thấy, từ 7.5 tỷ năm sau Vụ nổ lớn, tỷ lệ mở rộng thực tế có tăng, thời gian với lý thuyết Vũ trụ Mở, đánh dấu 'Đang tăng' thời gian biểu

Số phận cuối vũ trụ mởđược định Ω lớn hơn, nhỏ hay

V

ũ

tr

ụ

đ

óng

Nếu Ω > 1, hình học vũ trụ đóng bề mặt hình cầu Tổng góc tam giác vượt 180 độ khơng có đường song song; tất đường thẳng cuối gặp Hình học vũ trụ là, tỷ lệ lớn, elíp

Trong vũ trụđóng thiếu tác động đẩy lượng tối, trọng lực cuối làm dừng mở rộng vũ trụ, sau bắt đầu co lại tới tất vật chất vũ trụ sụp đổ thành điểm, kết thúc kỳ dịđược gọi thuật ngữ "Vụ co lớn," tương tự Vụ nổ lớn Tuy nhiên, vũ trụ có số lượng lượng tối lớn (như

được cho thấy từ phát gần đây),[cần dẫn nguồn] mở rộng vũ trụ tiếp tục vĩnh viễn - chí Ω >

V

ũ

tr

ụ

m

ở

Thậm chí khơng có lượng tối, vũ trụ cong âm mở rộng vĩnh viễn, trọng lực chỉđơn giản làm giảm tỷ lệ mở rộng Với lượng tối, mở rộng không tiếp tục mà tăng lên Số phận vũ trụ mở chết nóng, "Big Freeze", "Big Rip," tăng tốc gây lượng tối cuối trở nên mạnh khiến lấn át hồn tồn hiệu ứng trọng lực, điện tử lực ràng buộc yếu

Trái ngược lại, số vũ trụ âm, tương đương với mật độ lượng tối áp lực dương, gây chí vũ trụ mở tái sụp đổ vụ co lớn Khả bị quan sát bác bỏ

V

ũ

tr

ụ

ph

ẳ

ng

Nếu mật độ trung bình vũ trụ xác với mật độ tới hạn Ω=1, hình học vũ trụ phẳng: tương tự hình học Ơclít, tổng góc tam giác 180 độ đường thẳng song song cách

Nếu khơng có lượng tối, vũ trụ phẳng mở rộng vĩnh viễn tỷ lệ gia tốc liên tục giảm, với mở rộng theo đường tiệm cận tiến gần tới tỷ lệ cốđịnh Nếu có lượng tối, tỷ lệ mở rộng vũ trụ ban đầu chậm lại, hiệu ứng trọng lực, cuối tăng lên Số phận cuối vũ trụ giống vũ trụ mở Năm 2005, lý thuyết số phận Fermion-boson vũ trụđược đề xuất,[cần dẫn nguồn] cho thấy

đa số vũ trụ cuối bị chiếm giữ toàn ngưng tụ Bose-Einstein fermion quasiparticle analog, có lẽ gây implosion

Các lý thuy

ế

t v

ề

s

ự

k

ế

t thúc c

ủ

a v

ũ

tr

ụ

Số phận vũ trụđược định mật độ Sựđơng đảo chứng tại, dựa đo đạc tỷ lệ mở rộng mật độ vật chất, thiên vũ trụ tiếp tục mở rộng mãi, dẫn tới viễn cảnh "big freeze" nhưở dưới.[2]

] Big Freeze hay Heat death

Big Freeze viễn cảnh theo mở rộng liên tục vũ trụ dẫn tới vũ trụ lạnh Nếu diện lượng tối, xảy hình học hyperbolic hay hình học phẳng Với số vũ trụ dương, xảy vũ trụđóng Một viễn cảnh liên quan Cái chết nóng, cho vũ trụ sẽđi vào trạng thái entropy tối đa thứ cuối phân bố, khơng có gradient — thứ cần thiết để trì trình thành tạo, hình thức sống Viễn cảnh chết nóng tương tích với ba mơ hình vũ trụ, địi hỏi vũ trụ phải đạt đến nhiệt độ tối thiểu cuối Viễn cảnh chấp nhận rộng rãi bên cộng đồng khoa học

Trong trường hợp đặc biệt lượng ma tối, vốn có áp lực âm số vũ trụđơn giản, mật độ lượng tối tăng theo thời gian, khiến tỷ lệ gia tốc tăng lên, dẫn tới gia tăng ổn định số Hubble Vì thế, mội vật thể vật liệu vũ trụ, bắt đầu với thiên hà cuối (trong thời gian hữu hạn) tất hình thức, dù nhỏ nào, tan rã thành hạt phóng xạ, bị xé toạc lực lượng ma bắn xa khỏi Tình trạng cuối vũ trụ kỳ dị, mật độ lượng tối tỷ lệ mở rộng trở nên vô hạn Về biểu thời gian có dựa lý thuyết vật lý tại, xem E19 s and more

V

ụ

co l

ớ

n

Vụ co lớn Trục dọc coi thời gian âm hay dương Bài chi tiết: Vụ co lớn

Lý thuyết vụ co lớn mơ hình cân đối số phận cuối vũ trụ Giống Vụ nổ lớn khởi đầu mở rộng vũ trụ, lý thuyết cho mật độ trung bình vũ trụđủđể dừng mở rộng bắt đầu co lại Kết cuối chưa biết; phép ngoại suy đơn giản toàn vật chất không thời gian vũ trụ sụp đổ vào kỳ dị khơng kích thước, tỷ lệđó hiệu ứng lượng tử chưa biết cần phải xem xét tới (Xem Hấp dẫn lượng tử)

Viễn cảnh cho phép Vụ nổ lớn diễn trước Vụ co lớn vũ trụ trước Nếu điều diễn nối tiếp, có vũ trụ dao động Khi vũ trụ gồm dãy vô hạn vũ trụ giới hạn, vũ trụ giới hạn kết thúc Vụ co lớn Vụ nổ lớn vũ trụ Về lý thuyết, vũ trụ dao động khơng tương thích với định luật nhiệt động học thứ hai: entropy tạo nên từ dao động tới dao động gây chết nóng Các đo đạc khác cho thấy vũ trụ khơng đóng Những tranh cãi khiến nhà vũ trụ học từ bỏ mơ hình vũ trụ dao động Một ý tưởng gần tương tự mơ hình tuần hồn, ý tưởng tránh chết nóng, mở rộng brane làm loãng entropy tích tụở vịng tuần hồn trước

Big Bounce mơ hình khoa học lý thuyết liên quan tới khởi đầu Vũ trụđã biết Nó xuất phát từ vũ trụ dao động hay chu kỳ nối tiếp Vụ nổ lớn theo kiện vũ trụđầu tiên kết sụp đổ vũ trụ trước

Theo phiên lý thuyết Vụ nổ lớn vũ trụ học, thời điểm khởi đầu vũ trụ có mật độ vơ hạn Một miêu tả dường khơng thích hợp với thứ khác vật lý, đặc biệt học lượng tử ngun tắc khơng chắn nó.[cần dẫn nguồn] Vì thế, khơng ngạc nhiên học lượng tửđã khiến phiên khác lý thuyết Vụ nổ lớn xuất Tương tự, vũ trụđóng, lý thuyết tiên

đoán vụ trụ sụp đổ sinh vũ trụ khác kiện tương tự Vụ nổ lớn sau đạt tới kỳ dị vũ trụ hay lực đẩy lượng tử gây tái mở rộng

Đ

a v

ũ

tr

ụ

: khơng có s

ự

k

ế

t thúc hồn toàn

Lý thuyết đa vũ trụ cho vũ trụ vô số vũ trụ tồn song song, với định luật vật lý khác Dù số phận cuối vũ trụ nào, hầu hết tất vũ trụ song song có số phận khác Và nhiều vũ trụ đóng, nhiều vũ trụ mở Đa vũ trụ toàn thể khơng chấm dứt hồn tồn

Tr

ố

ng r

ỗ

ng gi

ả

Nếu trống rỗng không tình trạng lượng thấp (một trống rỗng giả), thơng qua đường hầm vào tình trạng lượng thấp

[cần dẫn nguồn]

Cái gọi kiện siêu ổn định Nó có khả thay đổi tận gốc rễ vũ trụ chúng ta; viễn cảnh táo bạo chí nhiều số vật lý có giá trị khác nhau, tác động nghiêm trọng tới tảng vật chất, lượng, khơng thời gian Cũng toàn cấu bị tiêu diệt lập tức, mà khơng có cảnh báo trước

Sự giải thích Nhiều thế giới của cơ học lượng tử

Theo giải thích Nhiều giới học lượng tử, vũ trụ không kết thúc theo kiểu Thay vào đó, lần kiện lượng tử xảy khiến vũ trụ suy tàn từ Trống rỗng giả thành tình trạng trống rỗng, vũ trụ phân chia thành nhiều giới Trong số giới vũ trụ tiếp tục suy tàn; số giới khác vũ trụ tiếp tục trước

S

ự

không ch

ắ

c ch

ắ

n v

ũ

tr

ụ

Mỗi khả mơ tảở dựa hình thức đơn giản biểu thức lượng tối tình trạng Nhưng tên dường nhưđược áp dụng, khơng biết vật lý thật lượng tối Nếu lý thuyết lạm phát đúng, vũ trụ trải qua giai đoạn bị thống trị hình thức lượng tối khác thời

trạng phức tạp nhiều so với biểu thức ta có lượng tối Có thể biểu thức tình trạng lượng tối lại thay đổi lần dẫn tới kiện sẽđể lại hậu cực khó để biểu hay dựđốn

Nh

ữ

ng khó kh

ă

n quan sát v

ớ

i lý thuy

ế

t

Sự lựa chọn viễn cảnh đối nghịch tiến hành việc 'cân' vũ trụ, ví dụ,

đo sựđóng góp liên quan vật chất, xạ, vật chất tối lượng tối tới mật độ tới hạn Cụ thể hơn, viễn cảnh trái ngược đánh giá theo liệu cụm thiên hà siêu xa xơi, tính khơng đẳng hướng Màn xạ vi sóng vũ trụ

Cu

ộ

c s

ố

ng m

ộ

t v

ũ

tr

ụ

ch

ế

t

Lý thuyết thông minh vĩnh cửu Dyson cho văn minh tiên tiến tồn giai đoạn thời gian vô hạn mà cẩn lượng lượng hữu hạn Một văn minh biến đổi giai đoạn hoạt động ngắn giai đoạn ngủđơng chí cịn dài

John Barrow Frank J Tipler (1986) đưa Nguyên tắc thời kỳ tồn cuối cùng: xuất đời sống thông minh tránh được, sống thông minh tồn nơi vũ trụ, khơng chết Barrow Tipler chí cịn xa hơn: số phận cuối sống thông minh

để thâm nhập vào kiểm sốt tồn vũ trụở khía cạnh trừ một: trí thơng minh khơng thể ngăn cản Vụ co lớn Hơn nữa, khơng muốn làm nguồn cung cấp lượng vũ trụđang trải qua Vụ co lớn điểm nóng bầu trời xuất từ co bất đối xứng vũ trụ Họđoán bất đối xứng cần thiết sẽđược tạo số hình thức đời sống thơng minh

Viễn cảnh điểm Omega Tipler (Tipler 1994) cho sựđảo ngược viễn cảnh sống thông minh vĩnh cửu trường hợp cho văn minh giai đoạn cuối Vụ co lớn Một văn minh sẽ, thực tế, trởi qua lượng thời gian "chủ quan" vơ hạn đời cịn lại hữu hạn vũ trụ, sử dụng lượng to lớn Vụ co lớn để tăng tốc trình thành tạo nhanh tiếp cận kỳ dị cuối

Dù xảy lý thuyết, khơng chắn liệu có kỹ thuật

để khiến kịch xảy Hơn nữa, giải pháp hữu hiệu khơng phân biệt với tình trạng vũ trụ Nói cách khác, văn minh khơng thể ngăn vũ trụ sụp đổ, họ sử dụng lượng từ vụ sụp đổđể tái tạo vũ trụ tương lai giống với vũ trụđang kết thúc, với tỷ lệ thời gian nhân tạo hay nén

và Tipler đặt Lý thuyết Eric Chaisson David Layzer cho thấy không thời gian mở rộng gây "khe hở entropy" tăng lên, khiến nghi ngờ lý thuyết chết nóng Viện dẫn tác phẩm Ilya Prigogine nhiệt động lực far-from-equilibrium, phân tích họ cho thấy khe hở entropy góp phần vào thành tạo, tới thành tạo cấu trúc

Tuy nhiên, Andrei Linde, Alan Guth, Ted Harrison, Ernest Sternglass cho lạm phát vũ trụ học cho thấy rõ diện Đa vũ trụ, thực tế chí với hiểu biết lồi người thơng minh tạo truyền thành tạo de novo vào vũ trụ riêng biệt Alan Guth cho văn minh ởđỉnh thang Kardashev tạo fine-tuned universe tiếp nối q trình tiến hố dẫn tới tồn tại, phát triển nhân lên Ý tưởng phát triển thêm Selfish Biocosm Hypothesis, đề xuất tồn số lý thuyết chủđề tiến hoá vũ trụ kiểu Darwin.[3]