BIG CRUNCH-THEORIE: GESCHICHTE, PRINZIPIEN, FAKTEN FÜR UND GEGEN - ARTE - 2025

Die Big Crunch-, Big Crunch- oder Big Implosion- Theorie schlägt vor, dass sich das Universum schließlich zusammenzieht, um eine große Singularität in der Raumzeit zu bilden. Es ist also eine Art Umkehrung des Urknalls.

Wenn das Universum seine Anfänge in der gewaltsamen Ausdehnung einer Singularität hatte, in der die gesamte Raumzeit konzentriert war, dann ist sein Ende genau der umgekehrte Prozess. Die Idee ist nicht neu, da sich Wissenschaftler lange gefragt haben, ob die Schwerkraft, der große Architekt der Materie, eines Tages auch ihren totalen Zusammenbruch verursachen kann.

Abbildung 1. Diese Animation zeigt etwas von dem, was während des Big Crunch passieren würde: Galaxien nähern sich einander, bis sie auf kleinstem Raum eine Singularität bilden. Quelle: Wikimedia Commons.

The Big Crunch spricht darüber, wie das Ende des Universums aussehen würde, wenn die Schwerkraft überwiegt. Es ist keine Theorie über seinen Ursprung, obwohl es eine andere gibt, die des oszillierenden Universums, das den Big Crunch mit dem Urknall kombiniert, um ein Bild von unendlichen Universen in konstanten Expansions- und Kontraktionszyklen zu erzeugen.

Obwohl sich das Universum derzeit ausdehnt und es viele Beweise dafür gibt, deutet der Big Crunch darauf hin, dass die Schwerkraft irgendwann stark genug sein wird, um diese Ausdehnung zu stoppen.

Und stoppen Sie es nicht nur, sondern kehren Sie es bis zu einer kontinuierlichen Kontraktion um, die Sterne und Galaxien näher und näher bringt. Aber es wäre nicht alles, wenn sich das Universum zusammenzieht, würde es sich in unvorstellbarem Ausmaß zunehmend erwärmen und die Planeten für das Leben unwirtlich werden lassen.

Die Komprimierung wird bis zur Raumzeit fortgesetzt und alles darin wird auf eine Singularität reduziert, aus der schließlich ein neues Universum geboren werden könnte. Oder vielleicht auch nicht, da es im Moment keine Möglichkeit gibt, es zu wissen.

Geschichte und Prinzipien der Big Crunch-Theorie

Obwohl der Beweis, dass sich das Universum ausdehnt, derzeit unbestreitbar ist, ist die Schwerkraft immer wieder vorhanden und kann jederzeit zur dominierenden Kraft werden und dazu führen, dass Planeten, Sterne und Galaxien näher zusammenrücken.

Wissenschaftler schlagen vor, dass die derzeitige Expansion auf dunkle Energie zurückzuführen ist, ein Feld, das den gesamten Raum ausfüllt, dessen wahre Natur jedoch unbekannt ist, obwohl angenommen wird, dass es vom Raum selbst erzeugt wird und mit zunehmendem Wachstum zunimmt.

Und je mehr sich das Universum ausdehnt, desto mehr Raum wird geschaffen und damit mehr dunkle Energie mit Unterdruck, wodurch ein Szenario unbestimmter und immer schnellerer Expansion entsteht.

Wenn Sie jedoch von einem geschlossenen Universum ausgehen, kann die Expansion nicht für immer weitergehen und die dunkle Energie muss notwendigerweise schwächer werden, obwohl nicht bekannt ist, wann dies beginnen würde. Einige glauben, dass es bereits begonnen hat, obwohl das Universum seine Expansionsrate zu erhöhen scheint.

Diese Schwächung lässt die Schwerkraft eine vorherrschende Rolle spielen, wodurch die Dichte des Universums wieder zunimmt. Hierfür wird eine Dichte von mindestens 3 Atomen / Kubikmeter als notwendig erachtet.

Auf diese Weise kommen sich die Galaxien immer näher und kommen zu einem Zeitpunkt, an dem sie alle eine kolossale Galaxie bilden, die sich dann konzentriert, um ein einzigartiges Schwarzes Loch hervorzubringen, eine Singularität von unglaublich kleinen Dimensionen.

Abbildung 2. Der mögliche Rückzug von Galaxien ist Anlass für kosmologische Spekulationen. Quelle: Wikimedia Commons.

Es ist eine Art Urknall in umgekehrter Richtung, obwohl die Eigenschaften dieses extrem heißen neuen Universums ganz anders wären, da die Dichte nicht mehr einheitlich wäre.

Mögliche Geometrien für das Universum

Nach einem kosmologischen Kriterium wird, wenn die Dichte des Universums homogen ist, seine Krümmung durch die durchschnittliche Dichte bestimmt, wobei die Krümmung konstant ist. Der Indikator ist der Krümmungsparameter Ωo:

Ωo = durchschnittliche Dichte des Universums / kritische Energiedichte

Wo die kritische Energiedichte die eines flachen Universums ohne Krümmung ist. Für diesen Parameter gibt es drei Möglichkeiten: Ωo = 1, größer als 1 oder kleiner als 1. Wenn Ωo> 1 ist, haben wir ein sphärisches oder geschlossenes Universum, in dem der Big Crunch eine sehr reale Möglichkeit ist.

Aktuelle Messungen deuten auf ein Universum mit ebener Geometrie hin, daher wird die Big Crunch-Hypothese derzeit nicht von der Mehrheit der wissenschaftlichen Gemeinschaft unterstützt, mit Ausnahme einiger Kosmologen, wie wir in Kürze sehen werden.

Abbildung 3. Bild der drei möglichen Geometrien des Universums. Der Big Crunch ist in einem sphärischen Universum möglich, das endlich und geschlossen ist. Quelle: Wikimedia Commons.

Fakten dafür

Die Big Crunch-Hypothese stammt von vielen Wissenschaftlern, für die die Idee eines sich ständig erweiternden Universums nicht zulässig ist. Zugeben, dass der Big Crunch eine echte Möglichkeit ist, hätte das Universum einen Anfang und ein Ende, was für viele beruhigend sein kann.

Andererseits wird für andere Wissenschaftler der Big Crunch akzeptiert, wenn er Teil eines endlosen Zyklus von Erweiterungen und Kontraktionen ist, der in der Theorie des oszillierenden Universums vorgeschlagen wird, da dies vermeiden würde, genau über den Beginn des Universums als solches nachzudenken und darüber nachzudenken, wie störend es ist, zu spekulieren darüber, was da war, bevor es war.

Aus diesen Gründen arbeiten viele Forscher weiter an der Schaffung neuer Modelle des Universums. Es gibt diejenigen, die Änderungen des Wertes der kosmologischen Konstante vorgeschlagen haben, eine von Albert Einstein vorgeschlagene Konstante, damit die Lösungen seiner Feldgleichungen zu einem stabilen Universum führen.

Nach den neuesten astronomischen Daten hat die kosmologische Konstante, die mit dem griechischen Großbuchstaben Lambda bezeichnet wird, einen Wert von: Λ = 10 ^-46 km ^-2 .

Einige Kosmologen behaupten, dass ein noch niedrigerer Wert dieser Konstante, die bereits winzig ist, sicherlich zu einem endlichen Universum führt, in dem die Kontraktion des Raums möglich ist. Auf diese Weise wäre der Big Crunch ein tragfähiges Ende des Universums.

Oszillierende Universumstheorie

Auch als pulsierende Universumstheorie oder Big Bounce bekannt, hat sie viele Gemeinsamkeiten mit dem Big Crunch.

Es wurde vom Mathematiker Richard Tolman (1881-1948) vorgeschlagen, der postulierte, dass sich das Universum aufgrund des Impulses des Urknalls ausdehnt, aber dann hört die Ausdehnung auf, wenn die Schwerkraft zur dominierenden Kraft wird.

Dies geschah in regelmäßigen Abständen, daher hat das Universum weder einen Anfang noch ein Ende.

Alternative Theorien für das Ende des Universums

Abgesehen von der großen Krise und der Theorie des oszillierenden Universums behaupten viele Kosmologen, dass das Universum eher mit dem großen Riss enden wird: Es ist wahrscheinlich die Expansion, die die Materie vernichtet und sie immer mehr teilt.

Ein anderer Teil der Wissenschaftler ist der Ansicht, dass die Expansion eine kontinuierliche Abkühlung beinhaltet. Bekanntlich hören die Bewegungen der Materieteilchen auf, wenn sie den absoluten Nullpunkt erreichen, eine unvorstellbar kalte Temperatur, die noch nicht erreicht wurde.

Wenn das Universum offen ist, kann die Expansion auf unbestimmte Zeit fortgesetzt werden, da sich seine Temperatur immer mehr dem absoluten Nullpunkt nähert. Diese Abkühlung, bekannt als Big Freeze, wird in ferner Zukunft den möglichen Hitzetod des Universums verursachen.

Daten gegen

Zwei wichtige Tatsachen bedeuten, dass viele Wissenschaftler nicht an die große Krise als Alternative in der Evolution des Universums glauben.

Das erste ist, dass sich das Universum derzeit ausdehnt, eine Tatsache, die experimentell durch die Beobachtung entfernter Supernova-Sterne und Messungen der kosmischen Hintergrundstrahlung, Überreste des Urknalls, bestätigt wurde.

Natürlich besteht die Möglichkeit, dass es in Zukunft aufhören wird, da es genug Zeit dafür gibt und vor allem: Es gibt viele Dinge, die wir noch nicht über das Universum wissen.

Das zweite ist, dass Messungen der Krümmung des Universums darauf hindeuten, dass die Geometrie des Universums flach ist. Und in einer solchen Geometrie ist der Big Crunch nicht möglich. Dies wurde durch die Ergebnisse der Planck-Mission deutlich, die darauf hinweisen, dass die Dichte des Universums 5% höher ist als die, die erforderlich ist, um es zu schließen.

Die Planck-Mission ist ein Projekt der Europäischen Weltraumorganisation, das aus einem künstlichen Satelliten besteht, mit dem Daten über die Natur des Weltraums gesammelt werden können. Es wurde 2009 aus Französisch-Guayana gestartet und ist mit Sonden, Detektoren und Teleskopen ausgestattet.

Abbildung 4. Modell des Planck-Satelliten, benannt nach dem deutschen Physiker Max Planck (1858-1947), Pionier der Quantenmechanik. Quelle: Wikimedia Commons. Foto von Mike Peel (www.mikepeel.net).

Wissenschaftler unterstützen die große Krise

Unter denjenigen, die die Möglichkeit eines bevorstehenden Zusammenbruchs des Universums vom Typ Big Crunch verteidigen, sind Nemanja Kaloper und Antonio Padilla. Diese Forscher arbeiten mit einem Modell, in dem sie den Wert der kosmologischen Konstante modifiziert haben, um ein stabiles und geschlossenes Universum zu erhalten.

Ihre Ergebnisse wurden in Physical Review Letters veröffentlicht. Derzeit gibt es jedoch keine Beobachtungen, die dieses neue Modell stützen könnten.

Verweise

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