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CategoríaEn cosmología física , el Big Rip es un modelo cosmológico hipotético sobre el destino final del universo , en el que la materia del universo , desde las estrellas y las galaxias hasta los átomos y las partículas subatómicas, e incluso el propio espacio-tiempo , se desgarra progresivamente por la expansión. del universo en un momento determinado en el futuro, hasta que las distancias entre las partículas se vuelvan infinitas. Según el modelo estándar de cosmología, se sabe que el factor de escala del universo se está acelerandoy, en la era futura de dominio cosmológico constante, aumentará exponencialmente. Sin embargo, esta expansión es similar para cada momento de tiempo (de ahí la ley exponencial: la expansión de un volumen local es el mismo número de veces en el mismo intervalo de tiempo), y se caracteriza por una pequeña constante de Hubble que no cambia , efectivamente ignorada por cualquier estructura de material encuadernado. Por el contrario, en el escenario Big Rip, la constante de Hubble aumenta hasta el infinito en un tiempo finito.
La posibilidad de una singularidad de rasgadura repentina ocurre solo para materia hipotética (energía fantasma) con propiedades físicas inverosímiles. [1]
Resumen [ editar ]
La verdad de la hipótesis se basa en el tipo de energía oscura presente en nuestro universo . El tipo que podría probar esta hipótesis es una forma de energía oscura en constante aumento, conocida como energía fantasma . Si la energía oscura en el universo aumenta sin límite, podría superar todas las fuerzas que mantienen unido al universo. El valor clave es la ecuación del parámetro de estado w , la relación entre la presión de energía oscura y su densidad de energía . Si -1 < w <0, la expansión del universo tiende a acelerarse, pero la energía oscura tiende a disiparse con el tiempo y el Big Rip no ocurre. La energía fantasma tiene w <−1, lo que significa que su densidad aumenta a medida que el universo se expande.
Un universo dominado por energía fantasma es un universo en aceleración , expandiéndose a un ritmo cada vez mayor. Sin embargo, esto implica que el tamaño del universo observable y el horizonte de partículas se está reduciendo continuamente: la distancia a la que los objetos se alejan a la velocidad de la luz de un observador se vuelve cada vez más cercana y la distancia a través de la cual las interacciones pueden propagarse se vuelve cada vez más corta. . Cuando el tamaño del horizonte de partículas se vuelve más pequeño que cualquier estructura en particular, no puede ocurrir interacción de ninguna de las fuerzas fundamentales entre las partes más remotas de la estructura, y la estructura se "desgarra". La progresión del tiemposí mismo se detendrá. El modelo implica que después de un tiempo finito habrá una singularidad final, llamada "Big Rip", en la que el universo observable finalmente alcanza un tamaño cero y todas las distancias divergen a valores infinitos.
Los autores de esta hipótesis, dirigidos por Robert R. Caldwell de Dartmouth College , calculan el tiempo desde el presente hasta el Big Rip para ser
donde w se define arriba, H 0 es la constante de Hubble y Ω m es el valor actual de la densidad de toda la materia en el universo.
Sin embargo, las observaciones de las velocidades del cúmulo de galaxias realizadas por el Observatorio de rayos X Chandra parecen sugerir que el valor de w es aproximadamente -0,991, lo que significa que el Big Rip no sucederá. [2]
Ejemplo de autores [ editar ]
En su artículo, los autores consideran un ejemplo hipotético con w = −1.5, H 0 = 70 km / s / Mpc y Ω m = 0.3, en cuyo caso el Big Rip ocurriría aproximadamente 22 mil millones de años después del presente. En este escenario, las galaxias primero se separarían unas de otras unos 200 millones de años antes del Big Rip. Aproximadamente 60 millones de años antes del Big Rip, las galaxias comenzarían a desintegrarse a medida que la gravedad se vuelve demasiado débil para mantenerlas unidas. Sistemas planetarios como el Sistema Solarse liberaría gravitacionalmente unos tres meses antes del Big Rip, y los planetas volarían hacia el universo en rápida expansión. En los últimos minutos, las estrellas y los planetas se romperían, y los átomos ahora dispersos serían destruidos unos 10-19 segundos antes del final. En el momento en que ocurre el Big Rip, incluso el propio espacio-tiempo se rompería y el factor de escala sería infinito. [3]
Universo observado [ editar ]
La evidencia indica que w está muy cerca de -1 en nuestro universo, lo que hace que w sea el término dominante en la ecuación. Cuanto más cerca esté w de -1, más cerca estará el denominador de cero y más lejos estará el Big Rip en el futuro. Si w fuera exactamente igual a -1, el Big Rip no podría ocurrir, independientemente de los valores de H 0 o Ω m .
Según los últimos datos cosmológicos disponibles, las incertidumbres son todavía demasiado grandes para discriminar entre los tres casos w <-1, w = -1 yw > -1. [4] [5]
Ver también [ editar ]
- Big Bounce : modelo cosmológico hipotético para el origen del universo conocido
- Big Crunch : escenario teórico para el destino final del universo
- Big Chill : escenario futuro asumiendo que la expansión del universo continuará para siempre
- Entropía (flecha del tiempo)
- Falso vacío
- Muerte térmica del universo - Posible destino del universo
- Último contacto : una historia corta que describe cómo sería Big Rip desde una perspectiva cotidiana.
Referencias [ editar ]
- ^ Ellis, George FR ; Maartens, Roy y MacCallum, Malcolm AH (2012). Cosmología relativista . Cambridge, Reino Unido: Cambridge University Press . pp. 146 -147. ISBN 978-0-52138-115-4.
- ↑ Vikhlinin, A .; Kravtsov, AV; Burenina, RA; et al. (2009). "Proyecto de cosmología de clúster de Chandra III: restricciones de parámetros cosmológicos". El diario astrofísico . 692 (2): 1060–1074. arXiv : 0812.2720 . Código bibliográfico : 2009ApJ ... 692.1060V . doi : 10.1088 / 0004-637X / 692/2/1060 .
- ^ Caldwell, Robert R .; Kamionkowski, Marc; Weinberg, Nevin N. (2003). "Phantom Energy y Cosmic Doomsday". Cartas de revisión física . 91 (7): 071301. arXiv : astro-ph / 0302506 . Código Bibliográfico : 2003PhRvL..91g1301C . doi : 10.1103 / PhysRevLett.91.071301 . PMID 12935004 .
- ^ "Resultados de la misión de 9 años de WMAP" . wmap.gsfc.nasa.gov . Consultado el 22 de septiembre de 2017 .
- ^ Allen, SW; Rapetti, DA; Schmidt, RW; Ebeling, H .; Morris, RG; Fabián, AC (2008). "Restricciones mejoradas sobre la energía oscura de observaciones de rayos X de Chandra de los cúmulos de galaxias relajados más grandes". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 383 (3): 879. arXiv : 0706.0033 . Código bibliográfico : 2008MNRAS.383..879A . doi : 10.1111 / j.1365-2966.2007.12610.x . S2CID 18200810 .
Enlaces externos [ editar ]
- Overbye, Dennis (17 de febrero de 2004). "Desde el espacio, una nueva visión del día del juicio final" . The New York Times .
- Devlin, Hannah (3 de julio de 2015). "Así es como termina el mundo: no con un estallido, sino con un Big Rip" . The Guardian .
- Mastin, Luke (2009). "El Big Crunch, el Big Freeze y el Big Rip" . Física del Universo .
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