Home » Articole » RO » Societate » Filozofie » Filozofia științei » Caracteristici ale modelului cosmologic Big Bang

Caracteristici ale modelului cosmologic Big Bang

Teoria Big Bang depinde de două ipoteze majore: universalitatea legilor fizice și principiul cosmologic. Principiul cosmologic afirmă că pe scară largă universul este omogen și izotrop.

Aceste idei au fost inițial luate ca postulate, dar astăzi există eforturi pentru a testa fiecare dintre ele. De exemplu, prima ipoteză a fost testată prin observații care arată că cea mai mare deviere posibilă a structurii fină constantă pe o mare parte a vârstei universului este de ordinul 10-5. De asemenea, relativitatea generală a trecut prin teste stricte la scara Sistemului Solar și a stelelor binare.

Dacă universul pe scară largă apare izotrop, așa cum este văzut de pe Pământ, principiul cosmologic poate fi derivat din principiul mai simplu copernican, care afirmă că nu există niciun observator sau punct de vedere preferat (sau special). În acest scop, principiul cosmologic a fost confirmat la un nivel de 10-5 prin observațiile CMB. Universul a fost măsurat ca fiind omogen pe cele mai mari scale la nivelul de 10%.

Vedere panoramică a întregului cer aproape de infraroșu dezvăluie distribuția galaxiilor dincolo de Calea Lactee (Vedere panoramică a întregului cer aproape de infraroșu dezvăluie distribuția galaxiilor dincolo de Calea Lactee. Galaxiile sunt colorate în roșu.)

Expansiunea spațiului

Relativitatea generală descrie spațiu-timpul printr-o metrică, care determină distanțele care separă punctele din apropiere. Punctele, care pot fi galaxii, stele sau alte obiecte, sunt ele însele specificate folosind o diagramă de coordonate sau o „grilă” care este stabilită pe tot spațiu-timpul. Principiul cosmologic implică faptul că metrica ar trebui să fie omogenă și izotropă pe scări mari, care individualizează unic metrica Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (metrica FLRW). Această metrică conține un factor de scalare, care descrie modul în care dimensiunea universului se schimbă în timp. Acest lucru permite o alegere convenabilă a unui sistem de coordonate, numite coordonate comobile. În acest sistem de coordonate, grila se extinde împreună cu universul, iar obiectele care se mișcă numai din cauza expansiunii universului rămân în puncte fixe pe grilă. În timp ce distanța lor de coordonate (distanța comobilă) rămâne constantă, distanța fizică dintre două astfel de puncte co-mobile se extinde proporțional cu factorul de scalare al universului .

Big Bang nu este o explozie de materie care se deplasează spre exterior pentru a umple un univers gol. În schimb, spațiul însuși se extinde în timp peste tot și mărește distanța fizică dintre două puncte comobile. Cu alte cuvinte, Big Bang nu este o explozie în spațiu, ci mai degrabă o expansiune a spațiului.  Deoarece metrica FLRW presupune o distribuție uniformă a masei și a energiei, ea se aplică universului nostru numai pe scări mari – concentrațiile locale ale materiei, cum ar fi galaxia noastră, sunt legate gravitațional și ca atare nu se confruntă cu extinderea spațiului pe scară largă.

Orizonturi

O caracteristică importantă a spațiu-timpului Big Bang este prezența orizonturilor de particule. Deoarece universul are o vârstă finită și lumina călătorește cu o viteză finită, pot exista evenimente în trecut ale căror lumină nu a avut timp să ajungă la noi. Aceasta plasează o limită sau un orizont trecut pe cele mai îndepărtate obiecte care pot fi observate. Invers, pentru că spațiul se extinde și obiectele mai îndepărtate se retrag din ce în ce mai repede, lumina emisă de noi astăzi nu poate „ajunge” până la obiecte foarte îndepărtate. Aceasta definește un orizont viitor, care limitează evenimentele pe care le vom putea influența în viitor. Prezența oricărui tip de orizont depinde de detaliile modelului FLRW care descrie universul nostru .

Înțelegerea noastră a universului înapoi în timpuri foarte vechi sugerează că există un orizont trecut, deși în practică, vederea noastră este limitată și de opacitatea universului în vremurile timpurii. Deci, vederea noastră nu se poate extinde înapoi în timp, deși orizontul se retrage în spațiu. Dacă expansiunea universului continuă să se accelereze, există și un orizont viitor.

De la Big Bang la singularități și găuri negre
De la Big Bang la singularități și găuri negre

Singularitățile la care se ajunge în relativitatea generală prin rezolvarea ecuațiilor lui Einstein au fost și încă mai sunt subiectul a numeroase dezbateri științifice: Există sau nu, singularități? Big Bang a fost o singularitate inițială? Dacă singularitățile există, care este … Citeşte mai mult

$2,99 Selectează opțiunile
Fizica fenomenologică - Compendiu - Volumul 2
Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 2

Un compendiu care se dorește a fi exhaustiv pentru domeniul fizicii, cu accent pe explicarea fenomenelor și aplicațiilor practice. O carte pentru studiul personal, concisă și ușor de citit, care clarifică aceste teorii ale fizicii, cel mai important domeniu al … Citeşte mai mult

$9,99$29,02 Selectează opțiunile
Mecanica cuantică fenomenologică
Mecanica cuantică fenomenologică

O introducere la nivel fenomenologic, cu un aparat matematic minimal, în mecanica cuantică. Un ghid pentru cine dorește să înțeleagă cea mai modernă, mai complexă și mai neconformă disciplină fizică, un domeniu care a schimbat fundamental percepțiile oamenilor de știință … Citeşte mai mult

$4,99$12,19 Citește mai mult

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *