قد لا يكون الكون مسطحًا كما كنا نظن

قد لا يكون الكون مسطحًا كما كنا نظن


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

من وجهات النظر الرئيسية في المجتمع العلمي فيما يتعلق بشكل الكون أنه مسطح. ومع ذلك ، تشير الأبحاث الجديدة التي أجريت في جامعة إدنبرة في المملكة المتحدة إلى أن الكون قد لا يكون مسطحًا على الإطلاق.

يعتمد الاعتقاد في الكون المسطح جزئيًا على قياس تم إجراؤه بواسطة مسبار ويلكينسون لتباين الميكروويف (WMAP). أطلقت وكالة ناسا المسبار في عام 2001 بهدف أخذ قياسات لدراسة خصائص الكون وتطوير نموذج معياري لعلم الكونيات. أدت النتائج إلى استنتاج العلماء ، بهامش خطأ 0.4٪ فقط ، أن الكون مسطح.

ومع ذلك ، قبل بضع سنوات ، اكتشف مسبار WMAP بعض الحالات الشاذة في بنية الإشعاع المتبقي من "الانفجار العظيم" ، وهو أحد المعايير المستخدمة لقياس شكل الكون. في البداية اعتقدوا أنها كانت مشكلة في المسبار الذي سيقومون بإصلاحه في الإصدار التالي ، وبدلاً من التحقيق في المزيد ، تم إرجاع الشذوذ ببساطة إلى الصعوبات الفنية.

ومع ذلك ، أجرى أندريه ليدل ومارينا كورتيس من جامعة إدنبرة دراسة وجدت فيها أن هذه الحالات الشاذة لم تكن مجرد مشاكل تقنية مرتبطة بالمسبار ، ولكنها كانت في الواقع حالات شاذة في بنية الإشعاع في الكون الذي يقود إلى نموذج جديد للتضخم الكوني مع الإشارة إلى أن الكون منحني.

إذا تم إثبات صحة نظرية ليدل وكورتيس ، فسيكون تغييرًا جذريًا من المنظور السائد وسيغير تصورنا بطريقة مماثلة لما حدث عندما تم إثبات دوران الأرض. حتى ذلك الحين ، سيكون عملهم مقطوعًا عنهم في إقناع الداعمين الرئيسيين للكون المسطح.


    أولاً ، نحتاج إلى تحديد ما نعنيه بالمسطح. من الواضح أن الشاشة التي تقرأ هذا عليها مسطحة (آمل) ، وأنت تعلم أن الأرض منحنية (آمل ذلك). لكن كيف يمكننا تحديد ذلك رياضيًا؟ قد يكون مثل هذا التمرين مفيدًا إذا أردنا قياس شكل الكون بأكمله. [تاريخ الكون وهيكله (إنفوجرافيك)]

    إجابة واحدة تكمن في خطوط متوازية. إذا بدأت في رسم خطين متوازيين على ورقتك وسمحت لهم بالاستمرار ، فسيبقون متوازيين تمامًا إلى الأبد (أو على الأقل حتى نفاد الورق). كان هذا في الأساس تعريف الخط الموازي لألفي عام ، لذلك يجب أن نكون جيدين.

    دعنا نكرر التمرين على سطح الأرض. ابدأ من خط الاستواء وارسم خطين متوازيين ، يشير كل منهما إلى الشمال مباشرة. مع استمرار الخطوط ، فإنها لا تنعطف أبدًا إلى اليسار أو اليمين ، ولكنها لا تزال تتقاطع عند القطب الشمالي. تسبب انحناء الأرض نفسها في جعل هذه الخطوط المتوازية في البداية غير متوازية. إرجو ، الأرض منحنية.

    إن عكس الشكل المنحني للأرض هو السرج: على هذا السطح ، تنتهي الخطوط التي تبدأ بالتوازي بالانتشار بعيدًا عن بعضها البعض (في الدوائر الرياضية الفاخرة يُعرف هذا بـ "الموازي الفائق"). [أستكشف الأشكال المحتملة للكون في هذا الفيديو.]

    إذن إليكم الأمر: يمكنك قياس "تسطيح" الهيكل بمجرد مشاهدة سلوك الخطوط المتوازية. في عالمنا ثلاثي الأبعاد ، يمكننا مشاهدة حزم من الضوء: على سبيل المثال ، إذا بدأ ليزران بالتوازي تمامًا ، فإن سلوكهما على المدى الطويل سيخبرنا بأشياء مهمة.


    تشير البيانات الجديدة إلى أن الكون قد لا يكون مسطحًا

    شكل الكون موضوع نقاش ساخن لعقود. أنت & # 039d تتخيل أن شيئًا بسيطًا مثل ما إذا كان الكون مسطحًا أم لا سيكون من السهل اكتشافه.

    لكن هذا ليس لسبب بسيط هو أننا محاصرون داخل الكون المسطح أو غير المسطح ، مما يجعل تحديد شكله أكثر صعوبة.

    من وجهة نظرنا ، الكون مسطح. تستمر الخطوط المتوازية إلى الأبد ، وعلى الرغم من تأثير الجاذبية على انحناء الفضاء ، فإن الخط المستقيم هو خط مستقيم.

    لكن هذا قد لا يكون حقيقة ، على الأقل ، ليس على نطاق واسع جدًا. يبدو أن البيانات الجديدة تشير إلى أن الكون ليس مسطحًا تمامًا ولكنه منحني. على وجه التحديد ، إنه & # 039 s على شكل سرج.

    تُظهر دراسة جديدة للإشعاع الكوني الميكروي الخلفي ، الضوء الذي ينشأ من الانفجار العظيم ، عدم تناسق في توزيع الطاقة والمادة.

    وهذا يعني أن هناك & # 039s مادة أكثر و # 039s أكثر نشاطًا في جانب واحد من الكون أكثر من الجانب الآخر. تملي قوانين الفيزياء أن الكون هو نفسه تقريبًا في كل مكان.

    يمكن تفسير عدم التماثل من خلال أ انحناء في الكون. يعتقد الباحثون أن الكون مفتوح قليلاً أو منحني بشكل سلبي ، مثل السرج ، مما يعني أن الخطوط المتوازية تتباعد في النهاية عن بعد.

    المفتاح إلى ذلك هو مقياس الانحناء ، وهو أكبر قليلاً من حجم الكون المرئي. لذا ، من الناحية العملية ، الكون كما نراه مسطح بشكل أساسي ، لكن ليس تمامًا.

    لا يزال من غير الواضح ما إذا كان عدم التناسق في توزيع الطاقة هو حظ إحصائي أم علامة على ظاهرة حقيقية. من الواضح أن عدم التماثل موجود ، لكن الفيزيائيين ما زالوا يناقشون ما إذا كان مجرد حدث عشوائي.

    إذا كانت نتيجة لظاهرة حقيقية ، فقد تؤدي إلى فهم مختلف للفترة التي تلي الانفجار العظيم مباشرة أو حتى تدعم نظريات الأكوان المتعددة.


    يزعم العلماء أن الكون ليس مسطحًا ولكنه "كرة مغلقة" متضخمة تدور على نفسها مرة أخرى

    قد يكون شكل الكون في الواقع عبارة عن كرة منحنية ومغلقة تضخم ، وفقًا لدراسة حديثة.

    هذا يعني أن كل ما اعتقدنا أننا نعرفه عن الكون قد يكون خاطئًا لأن الخبراء اعتقدوا سابقًا أنه مسطح.

    قامت دراسة حديثة بتحليل بيانات الخلفية الكونية الميكروية التي جمعتها وكالة الفضاء الأوروبية والقمر الصناعي بلانك # x27s.

    تعتبر الخلفية الكونية الميكروية هذه بمثابة صدى خافت للانفجار العظيم الذي يُعتقد أنه خلق الكون.

    وجدت الدراسة أن الجاذبية يبدو أنها تثني الموجات الدقيقة مما يشير إلى كون مغلق.

    إذا كان الكون مغلقًا ، فهذا يعني أنك إذا سافرت بعيدًا بما يكفي & # x27d ، فستعود في النهاية إلى حيث بدأت.

    هذا لا يعني & # x27t أن الكون لا يتمدد على الرغم من أن الباحثين يصفونه بأنه أشبه ببالون منتفخ.

    نُشر البحث في مجلة Nature Astronomy.

    وفقًا للباحثين ، فإن النتائج التي توصلوا إليها يمكن أن تكون & أزمة حصة محتملة لعلم الكونيات & quot.

    إنهم يدعون إلى مزيد من البحث لتوضيح النتائج التي توصلوا إليها وللتحقق مما إذا كانت نظريات الكون الحالية يمكن أن تكون خاطئة.

    تتناسب نظريتهم مع تأثير تنبأ به أينشتاين يسمى عدسة الجاذبية.

    تتضمن عدسة الجاذبية ثني الجاذبية مسار الضوء والخلفية الكونية الميكروية.

    تكشف الدراسة: & quot؛ يمكن للكون المغلق تقديم تفسير مادي لهذا التأثير ، حيث تفضل أطياف الخلفية الكونية الميكروية بلانك الآن انحناءًا إيجابيًا عند مستوى ثقة يزيد عن 99٪. & quot

    هناك بعض المشاكل التي تواجهها النظرية الجديدة.

    أحدها أن ثابت هابل ، المعدل الذي يتوسع به الكون ، لم يتم قياسه بشكل ثابت.

    من شأن نظرية الكون المنحني أن تجعل هذا الأمر أكثر تعقيدًا.

    يبدو أيضًا أن معظم البيانات الحالية عن الكون تدعم النظرية المسطحة.


    قد يكون الكون كرويًا ، وهذه مشكلة

    F أو سنوات ، فكر علماء الكونيات في الشكل العام للكون ، وطوروا أفكارهم من خلال دمج البيانات من مجموعة واسعة من الدراسات. أدى القيام بذلك إلى إنتاج النموذج الكوني القياسي ، الذي يشير إلى أن الكون مسطح. ومع ذلك ، فإن نظرة جديدة على إشعاع الخلفية الكونية - صدى الضوء الأول للكون - تظهر أن كل شيء من حولنا قد يكون له شكل مغلق ، مثل الكرة.

    نموذج Lambda-Cold Dark Matter (LCDM) هو في الوقت الحالي أفضل فهم لنا للكون المرئي. أحد الاستنتاجات الأساسية لهذا النموذج هو أن الكون مسطح. في مثل هذا الكون ، ستستمر حزمتان من أشعة الضوء المتوازية تمامًا المرسلة إلى الفضاء إلى الأبد ، ولن تلتقي أبدًا. هذه الفكرة مقبولة من قبل العديد من الباحثين ، لأن مثل هذا النموذج يجيب على العديد من الأسئلة في علم الكونيات.

    عندما يحاول علماء الفلك وعلماء الكون فهم الكون ، فإن أحد أهم الأدلة التي يجب أخذها في الاعتبار هي خرائط الخلفية الكونية الميكروية (CMB) ، وهي صدى الضوء الأول للكون. يكشف فحص هذه الخرائط عن العديد من خصائص الكون ، بما في ذلك تقديرات تقريبية لكمية المادة المظلمة والطاقة في الكون.

    الحصول على كرة مع علم الكونيات

    ومع ذلك ، فإن فحصًا جديدًا لخرائط CMB التي جمعتها مركبة الفضاء بلانك التي لم يعد لها وجود الآن ، يُظهر أكثر من 99 بالمائة احتمال أن يكون الكون مغلقًا ، مثل الكرة. في هذا النموذج ، تقترب حزمتان متوازيتان من الضوء ، ببطء ، من بعضهما البعض ، وتلتف حول الكون حتى تعود في النهاية إلى نقطة البداية الأصلية.

    كتب باحثون في مقال نشر في دورية بلانك: "يمكن للكون المغلق أن يقدم تفسيرًا ماديًا لهذا التأثير ، حيث تفضل أطياف الخلفية الكونية الميكروية بلانك الآن انحناءًا إيجابيًا عند مستوى ثقة يزيد عن 99٪". علم الفلك الطبيعي، مع تفصيل دراستهم.

    يُظهر هذا الاكتشاف الجديد في بيانات بلانك أن الكون منحني بنسبة أربعة في المائة فقط أكثر مما تتوقعه شاشة LCDM ، لكن هذا لا يزال منحنى كافٍ لإغلاق الكون ، ويؤدي إلى مجموعة واسعة من المشاكل لعلماء الكونيات.

    على مدار تاريخ العلم ، غالبًا ما أدت البيانات التجريبية إلى التخلي عن النماذج التقليدية واعتماد نظريات جديدة.

    "كانت الحركة التراجعية للكواكب أساسية لمفهوم النموذج الكوبرنيكي. إن اكتشاف كبلر أن مدار المريخ كان بيضاوي الشكل (وليس دائريًا تمامًا كما في النظام الكوبرنيكي) ، مهد الطريق لقانون نيوتن للجاذبية الكونية ... التقدم في فهمنا للكون مبني على حالات شاذة غير متوقعة "، كتب إليونورا دي فالنتينو ل علم الفلك الطبيعي.

    اركض ، أركض ، أركض ، اهرب ...

    بينما يدرس علماء الفلك الكون ، فإن إحدى خصائص الكون التي يحاولون فهمها هي معدل تمدد الكون. هناك طريقتان رئيسيتان تستخدمان لتحديد هذا الرقم - من خلال دراسة إشعاع الخلفية الكونية ، وعن طريق فحص مجموعة متنوعة خاصة من الانفجارات النجمية تسمى المستعرات الأعظمية من النوع 1 أ. تكمن المشكلة في ذلك في أن تفاصيل طبيعة الكون التي تحددها هاتان الطريقتان تختلف أحيانًا اختلافًا جذريًا عن بعضها البعض.

    ومع ذلك ، فإن الاستنتاجات حول طبيعة الكون من CMB تتفق مع البيانات التي تم الحصول عليها من خلال دراسات Baryon Acoustic Oscillation (BAO) ، موجات الضغط من الكون المبكر. يشير هذا لبعض علماء الكونيات إلى أنه قد تكون هناك حاجة إلى تحسينات في فهمنا للمستعرات الأعظمية من النوع 1 أ.

    مع توسع الكون ، تطير المجرات البعيدة عنا بمعدل أسرع من المجرات القريبة منا. هذا ليس لأننا نحتل أي مكان خاص في الكون - المراقبون في أي عالم ، في أي مجرة ​​في أي مكان - سيختبرون تأثيرًا متطابقًا.

    يقيس ثابت هابل مدى سرعة انحسار الأجسام ، بسرعة تعتمد على بعدها عن عالمنا الأصلي. ومع ذلك ، لم يتمكن علماء الكونيات ، حتى الآن ، من الاتفاق على قيمة هذا الثابت ، على الرغم من أن معظم الأرقام تبلغ حوالي 73 كيلومترًا في الثانية لكل ميجا فرسخ ، حيث يبعد ميغا فرسك 3.26 مليون سنة ضوئية عن الأرض. إن معرفة القيمة الدقيقة لهذا الثابت سيسمح لعلماء الكونيات بتحديد تاريخ الكون - وكذلك المصير النهائي -.

    يُظهر فحص بيانات بلانك درجة أكبر من انعكاس الجاذبية (مقدار الضوء ينحني بفعل الجاذبية) مما يتوقعه النموذج الكوني القياسي. قد يفسر الكون المغلق هذه العدسة ، وسيوفر أيضًا تفسيرًا لسبب إرجاع قياسات ثابت هابل إلى نتائج غير متسقة.

    التكنولوجيا الحالية التي تقيس قوة الطاقة المظلمة التي تدفع الكون بعيدًا عن بعضها لا تزال غير كافية لتحديد معدل التوسع. ستفحص التجارب والأدوات الجديدة ، مثل أداة التحليل الطيفي للطاقة المظلمة (DESI) في قمة كيت خارج توكسون ، تأثيرات الطاقة المظلمة حول الكون وتكشف عن ألغازها.

    ستكون هناك حاجة إلى أدوات جديدة لقياس الخلفية الكونية الميكروية لتحديد الشكل العام للكون بشكل موثوق ، والإجابة على أحد الأسئلة الأساسية حول طبيعة الكون الذي نعيش فيه جميعًا.

    د معرف يعجبك هذا المقال؟ الاشتراك في النشرة الكونية الرفيق!


    محتويات

    تحرير النظرية

    أصبح الاستكشاف العلمي النظري للمصير النهائي للكون ممكنًا مع نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين عام 1915. يمكن استخدام النسبية العامة لوصف الكون على أوسع نطاق ممكن. هناك العديد من الحلول الممكنة لمعادلات النسبية العامة ، وكل حل يشير إلى مصير نهائي محتمل للكون.

    اقترح ألكسندر فريدمان عدة حلول في عام 1922 ، كما فعل جورج لوميتر في عام 1927. [4] في بعض هذه الحلول ، كان الكون يتوسع من التفرد الأولي الذي كان ، في الأساس ، الانفجار العظيم.

    تحرير الملاحظة

    في عام 1929 ، نشر إدوين هابل استنتاجه ، بناءً على ملاحظاته عن النجوم المتغيرة Cepheid في المجرات البعيدة ، بأن الكون يتوسع. من الآن فصاعدا ، بداية الكون وإمكانياته نهاية كانت موضوع تحقيق علمي جاد.

    تحرير النظريات الانفجار العظيم والحالة الثابتة

    في عام 1927 ، وضع جورج لوميتر نظرية أصبحت تسمى منذ ذلك الحين نظرية الانفجار العظيم لأصل الكون. [4] في عام 1948 ، وضع فريد هويل نظريته المعارضة للحالة الثابتة التي يتوسع فيها الكون باستمرار ولكنه يظل دون تغيير إحصائيًا مع إنشاء مادة جديدة باستمرار. كانت هاتان النظريتان متنافستين حتى اكتشاف أرنو بينزياس وروبرت ويلسون في عام 1965 لإشعاع الخلفية الكونية الميكروويف ، وهي حقيقة تعد تنبؤًا مباشرًا لنظرية الانفجار العظيم ، وواحدة لا تستطيع نظرية الحالة الثابتة الأصلية تفسيرها. . ونتيجة لذلك ، سرعان ما أصبحت نظرية الانفجار العظيم أكثر وجهات النظر انتشارًا حول أصل الكون.

    تعديل الثابت الكوني

    آمن آينشتاين ومعاصروه بكون ثابت. عندما وجد أينشتاين أن معادلاته النسبية العامة يمكن حلها بسهولة بطريقة تسمح للكون بالتوسع في الوقت الحاضر والتقلص في المستقبل البعيد ، أضاف إلى تلك المعادلات ما أسماه بالثابت الكوني ⁠ - أساسًا كثافة طاقة ثابتة ، لا تتأثر بأي توسع أو انكماش ⁠ - كان دوره هو تعويض تأثير الجاذبية على الكون ككل بطريقة تجعل الكون ثابتًا. ومع ذلك ، بعد أن أعلن هابل استنتاجه أن الكون يتوسع ، كتب أينشتاين أن ثابته الكوني كان "أكبر خطأ فادح في حياتي". [5]

    تعديل معلمة الكثافة

    معلمة مهمة في مصير نظرية الكون هي معلمة الكثافة ، أوميغا (Ω ) ، تُعرّف على أنها متوسط ​​كثافة المادة في الكون مقسومة على القيمة الحرجة لتلك الكثافة. يحدد هذا أحد الأشكال الهندسية الثلاثة الممكنة اعتمادًا على ما إذا كانت Ω < displaystyle Omega> تساوي 1 أو أقل من أو أكبر من 1 < displaystyle 1>. هذه تسمى ، على التوالي ، الأكوان المسطحة والمفتوحة والمغلقة. تشير هذه الصفات الثلاث إلى الهندسة الكلية للكون ، وليس إلى الانحناء المحلي للزمكان الناجم عن كتل أصغر من الكتلة (على سبيل المثال ، المجرات والنجوم). إذا كان المحتوى الأساسي للكون هو مادة خاملة ، كما هو الحال في نماذج الغبار الشائعة في معظم القرن العشرين ، فهناك مصير معين يتوافق مع كل هندسة. لذلك سعى علماء الكونيات إلى تحديد مصير الكون بقياس Ω < displaystyle Omega> ، أو بالمقابل المعدل الذي يتباطأ فيه التمدد.

    قوة النفور تحرير

    ابتداءً من عام 1998 ، فُسرت أرصاد المستعرات الأعظمية في المجرات البعيدة على أنها متسقة [6] مع كون يتسارع توسعه. تم تصميم التنظير الكوني اللاحق للسماح بهذا التسارع المحتمل ، دائمًا تقريبًا عن طريق استدعاء الطاقة المظلمة ، والتي في أبسط أشكالها مجرد ثابت كوني موجب. بشكل عام ، تعتبر الطاقة المظلمة مصطلحًا شاملاً لأي مجال مفترض به ضغط سلبي ، عادةً بكثافة تتغير مع توسع الكون.

    الإجماع العلمي الحالي لمعظم علماء الكون هو أن المصير النهائي للكون يعتمد على شكله العام ، ومقدار الطاقة المظلمة التي يحتويها وعلى معادلة الحالة التي تحدد كيفية استجابة كثافة الطاقة المظلمة لتوسع الكون. [3] خلصت الملاحظات الحديثة ، منذ 7.5 مليار سنة بعد الانفجار العظيم ، إلى أن معدل تمدد الكون يتزايد على الأرجح ، بما يتناسب مع نظرية الكون المفتوح. [7] ومع ذلك ، تشير القياسات الحديثة الأخرى التي أجراها مسبار ويلكينسون لتباين الميكروويف إلى أن الكون إما مسطح أو قريب جدًا من المسطح. [2]

    تحرير الكون المغلق

    في الكون المغلق ، توقف الجاذبية في النهاية تمدد الكون ، وبعد ذلك تبدأ في الانكماش حتى تنهار كل مادة في الكون إلى نقطة ما ، يطلق على التفرد النهائي "الأزمة الكبيرة" ، وهو عكس الانفجار العظيم. تفترض بعض النظريات الحديثة الجديدة أن الكون قد يحتوي على قدر كبير من الطاقة المظلمة ، والتي قد تكون قوتها الطاردة كافية للتسبب في استمرار توسع الكون إلى الأبد - حتى لو Ω & gt 1 < displaystyle Omega & gt1>. [8]

    فتح الكون تحرير

    إذا كانت Ω & lt 1 < displaystyle Omega & lt1> ، فإن هندسة الفضاء مفتوحة ، أي منحنية بشكل سلبي مثل سطح السرج. مجموع زوايا المثلث أقل من 180 درجة ، والخطوط التي لا تلتقي لا تكون أبدًا متساوية البعد ، فهي تمتلك نقطة على أقل مسافة وبخلاف ذلك تتباعد. إن هندسة مثل هذا الكون زائدية.

    حتى بدون الطاقة المظلمة ، فإن الكون المنحني سلبًا يتمدد إلى الأبد ، مع الجاذبية التي تبطئ بشكل ضئيل معدل التوسع. مع الطاقة المظلمة ، لا يستمر التوسع فحسب ، بل يتسارع أيضًا. المصير النهائي للكون المفتوح هو إما الموت الحراري الشامل ، "التجمد الكبير" (يجب عدم الخلط بينه وبين الموت الحراري ، على الرغم من تفسير الاسم المشابه على ما يبدو ⁠— ⁠ انظر § نظريات حول نهاية الكون أدناه) ، أو "التمزق الكبير" ، حيث يصبح التسارع الناتج عن الطاقة المظلمة قويًا جدًا في النهاية بحيث يطغى تمامًا على تأثيرات قوى الترابط الجاذبية والكهرومغناطيسية والقوية.

    على العكس من ذلك ، أ نفي الثابت الكوني ، الذي يتوافق مع كثافة الطاقة السالبة والضغط الإيجابي ، من شأنه أن يتسبب في انهيار الكون المفتوح مرة أخرى إلى أزمة كبيرة.

    الكون المسطح تحرير

    إذا كان متوسط ​​كثافة الكون يساوي بالضبط الكثافة الحرجة بحيث Ω = 1 < displaystyle Omega = 1> ، فإن هندسة الكون تكون مسطحة: كما في الهندسة الإقليدية ، مجموع زوايا المثلث هو 180 الدرجات والخطوط المتوازية تحافظ باستمرار على نفس المسافة. أكدت القياسات المأخوذة من مسبار Wilkinson Microwave Anisotropy Probe أن الكون مسطح ضمن هامش خطأ بنسبة 0.4٪. [2]

    في غياب الطاقة المظلمة ، يتمدد الكون المسطح إلى الأبد ولكن بمعدل يتباطأ باستمرار ، مع توسع مقارب يقترب من الصفر مع الطاقة المظلمة ، يتباطأ معدل تمدد الكون في البداية ، بسبب تأثيرات الجاذبية ، لكنه يزداد في النهاية ، ويصبح المصير النهائي للكون هو نفسه مصير الكون المفتوح.

    يتم تحديد مصير الكون من خلال كثافته. إن غلبة الأدلة حتى الآن ، استنادًا إلى قياسات معدل التمدد وكثافة الكتلة ، تفضل كونًا سيستمر في التوسع إلى أجل غير مسمى ، مما يؤدي إلى سيناريو "التجمد الكبير" أدناه. [9] ومع ذلك ، فإن الملاحظات ليست قاطعة ، ولا تزال النماذج البديلة ممكنة. [10]

    تجميد كبير أو تحرير الموت الحراري

    التجمد الكبير (أو البرد الكبير) هو سيناريو يؤدي بموجبه التوسع المستمر إلى كون يقترب بشكل مقارب من درجة حرارة الصفر المطلق. [11] هذا السيناريو ، جنبًا إلى جنب مع سيناريو التمزق الكبير ، يكتسب الأرض باعتباره الفرضية الأكثر أهمية. [12] في غياب الطاقة المظلمة ، يمكن أن يحدث فقط في ظل هندسة مسطحة أو زائدية. مع وجود ثابت كوني إيجابي ، يمكن أن يحدث أيضًا في كون مغلق. في هذا السيناريو ، من المتوقع أن تتشكل النجوم بشكل طبيعي لمدة 10 12 إلى 10 14 (1 - 100 تريليون) سنة ، ولكن في النهاية سيتم استنفاد إمدادات الغاز اللازمة لتشكيل النجوم. مع نفاد الوقود من النجوم الحالية وتوقفها عن السطوع ، فإن الكون سوف يزداد قتامة ببطء وبلا هوادة. في النهاية ستهيمن الثقوب السوداء على الكون ، والتي ستختفي نفسها بمرور الوقت عندما تنبعث منها إشعاع هوكينغ. [13] على مدار الوقت اللانهائي ، سيكون هناك انخفاض تلقائي في الانتروبيا بواسطة نظرية تكرار بوانكاريه ، والتقلبات الحرارية ، [14] [15] ونظرية التقلبات. [16] [17]

    السيناريو ذو الصلة هو الموت الحراري ، والذي ينص على أن الكون ينتقل إلى حالة من الانتروبيا القصوى حيث يتم توزيع كل شيء بالتساوي ولا توجد تدرجات - وهي ضرورية للحفاظ على معالجة المعلومات ، أحد أشكالها هو الحياة. يتوافق سيناريو الموت الحراري مع أي من النماذج المكانية الثلاثة ، ولكنه يتطلب أن يصل الكون إلى درجة حرارة دنيا في نهاية المطاف. [18]

    تحرير كبير التمزق

    يحدد ثابت هابل الحالي معدل تسارع الكون ليس كبيرًا بما يكفي لتدمير الهياكل المحلية مثل المجرات ، التي ترتبط ببعضها البعض عن طريق الجاذبية ، ولكنها كبيرة بما يكفي لزيادة المسافة بينهما. الزيادة المطردة في ثابت هابل إلى اللانهاية ستؤدي إلى جميع الأجسام المادية في الكون ، بدءًا من المجرات ، وفي النهاية (في وقت محدود) تتفكك جميع الأشكال ، مهما كانت صغيرة ، إلى جسيمات أولية غير محدودة ، والإشعاع وما بعده. عندما تصبح كثافة الطاقة وعامل القياس ومعدل التمدد غير متناهيتين ، ينتهي الكون على أنه تفرد فعليًا.

    في الحالة الخاصة للطاقة المظلمة الوهمية ، التي يفترض أن طاقة حركية سالبة من شأنها أن تؤدي إلى معدل تسارع أعلى مما تتنبأ به الثوابت الكونية الأخرى ، يمكن أن يحدث تمزق كبير مفاجئ.

    أزمة كبيرة تحرير

    إن فرضية الأزمة الكبرى هي رؤية متماثلة للمصير النهائي للكون. مثلما بدأ الانفجار العظيم كتوسع كوني ، تفترض هذه النظرية أن متوسط ​​كثافة الكون ستكون كافية لإيقاف توسع الكون وسيبدأ الكون في الانكماش. النتيجة النهائية غير معروفة ، فإن التقدير البسيط سيؤدي إلى انهيار كل المادة والزمكان في الكون إلى فرادة بلا أبعاد تعود إلى الكيفية التي بدأ بها الكون مع الانفجار العظيم ، ولكن في هذه المقاييس ، يجب مراعاة التأثيرات الكمية غير المعروفة (انظر الكم. جاذبية). تشير الأدلة الحديثة إلى أن هذا السيناريو غير مرجح ولكن لم يتم استبعاده ، حيث لم تكن القياسات متاحة إلا خلال فترة زمنية قصيرة ، نسبيًا ، ويمكن أن تنعكس في المستقبل. [12]

    يسمح هذا السيناريو بحدوث الانفجار العظيم مباشرة بعد الأزمة العظيمة لكون سابق. إذا حدث هذا بشكل متكرر ، فإنه يخلق نموذجًا دوريًا ، يُعرف أيضًا باسم الكون المتذبذب. يمكن أن يتكون الكون بعد ذلك من سلسلة لا نهائية من الأكوان المحدودة ، مع انتهاء كل كون محدود بأزمة كبيرة تمثل أيضًا الانفجار العظيم للكون التالي. مشكلة الكون الدوري هي أنه لا يتوافق مع القانون الثاني للديناميكا الحرارية ، حيث تتراكم الإنتروبيا من التذبذب إلى التذبذب وتتسبب في الموت الحراري النهائي للكون. تشير الأدلة الحالية أيضًا إلى أن الكون ليس مغلقًا. وقد تسبب هذا في تخلي علماء الكونيات عن نموذج الكون المتذبذب. يتبنى النموذج الدوري فكرة مشابهة إلى حد ما ، لكن هذه الفكرة تتجنب الموت الحراري بسبب توسع الأغشية الذي يخفف الانتروبيا المتراكمة في الدورة السابقة. [ بحاجة لمصدر ]

    تحرير ترتد كبير

    The Big Bounce هو نموذج علمي نظري يتعلق ببداية الكون المعروف. إنه مشتق من الكون المتذبذب أو تفسير التكرار الدوري للانفجار العظيم حيث كان الحدث الكوني الأول نتيجة لانهيار الكون السابق.

    وفقًا لنسخة واحدة من نظرية الانفجار العظيم في علم الكونيات ، كان الكون في البداية كثيفًا بشكل لانهائي. يبدو أن مثل هذا الوصف يتعارض مع النظريات الأخرى المقبولة على نطاق واسع ، خاصة ميكانيكا الكم ومبدأ عدم اليقين الخاص بها. [ بحاجة لمصدر ] ليس من المستغرب إذن أن تكون ميكانيكا الكم قد أدت إلى ظهور نسخة بديلة من نظرية الانفجار العظيم. أيضًا ، إذا كان الكون مغلقًا ، فإن هذه النظرية ستتنبأ أنه بمجرد انهيار هذا الكون ، فإنه سينتج كونًا آخر في حدث مشابه للانفجار العظيم بعد الوصول إلى تفرد عالمي أو تسبب قوة كمومية طاردة في إعادة التوسع.

    بعبارات بسيطة ، تنص هذه النظرية على أن الكون سوف يكرر باستمرار دورة الانفجار العظيم ، تليها أزمة كبيرة.

    تحرير Slurp كبير

    تفترض هذه النظرية أن الكون موجود حاليًا في فراغ زائف وأنه يمكن أن يصبح فراغًا حقيقيًا في أي لحظة.

    من أجل فهم أفضل لنظرية انهيار الفراغ الخاطئ ، يجب على المرء أولاً أن يفهم مجال هيغز الذي يتخلل الكون. وهي تشبه إلى حد كبير المجال الكهرومغناطيسي ، وتتنوع قوتها بناءً على إمكاناتها. يوجد فراغ حقيقي طالما أن الكون موجود في أدنى حالة طاقة له ، وفي هذه الحالة تكون نظرية الفراغ الخاطئة غير ذات صلة. ومع ذلك ، إذا لم يكن الفراغ في أدنى حالاته من حيث الطاقة (فراغ زائف) ، فيمكن أن ينفق في حالة طاقة أقل. [19] هذا يسمى فراغ الاضمحلال. هذا لديه القدرة على تغيير كوننا بشكل أساسي في سيناريوهات أكثر جرأة حتى الثوابت الفيزيائية المختلفة يمكن أن يكون لها قيم مختلفة ، مما يؤثر بشدة على أسس المادة والطاقة والزمكان. من الممكن أيضًا أن يتم تدمير جميع الهياكل على الفور ، دون أي تحذير مسبق. [20]

    تحرير عدم اليقين الكوني

    كل احتمال تم وصفه حتى الآن يعتمد على شكل بسيط للغاية لمعادلة الطاقة المظلمة للحالة. ومع ذلك ، وكما يُقصد بالاسم ضمنيًا ، لا يُعرف سوى القليل جدًا حاليًا عن فيزياء الطاقة المظلمة. إذا كانت نظرية التضخم صحيحة ، فقد مر الكون بحلقة يهيمن عليها شكل مختلف من الطاقة المظلمة في اللحظات الأولى من الانفجار العظيم ، لكن التضخم انتهى ، مما يشير إلى معادلة حالة أكثر تعقيدًا بكثير من تلك المفترضة حتى الآن -طاقة مظلمة اليوم. من الممكن أن تتغير معادلة الطاقة المظلمة للحالة مرة أخرى ، مما يؤدي إلى حدث سيكون له عواقب يصعب للغاية التنبؤ بها أو تحديد معالمها. نظرًا لأن طبيعة الطاقة المظلمة والمادة المظلمة تظل غامضة ، وحتى افتراضية ، فإن الاحتمالات المحيطة بدورهما القادم في الكون غير معروفة حاليًا. لا أحد من هذه النهايات النظرية للكون مؤكد.

    يتم الاختيار من بين هذه السيناريوهات المتنافسة عن طريق "وزن" الكون ، على سبيل المثال ، قياس الإسهامات النسبية للمادة والإشعاع والمادة المظلمة والطاقة المظلمة بالنسبة للكثافة الحرجة. وبشكل أكثر تحديدًا ، يتم تقييم السيناريوهات المتنافسة مقابل البيانات الخاصة بتكتل المجرات والمستعرات الأعظمية البعيدة ، وعن تباين الخواص في الخلفية الكونية الميكروية.


    اسأل إيثان: هل يمكن إغلاق شكل كوننا بدلاً من أن يكون مسطحًا؟

    في نموذج الكون الفائق ، ستعيدك الحركة في خط مستقيم إلى صورتك الأصلية. [+] الموقع ، حتى في الزمكان غير المنحني (المسطح). يمكن أيضًا أن يكون الكون مغلقًا ومنحنيًا بشكل إيجابي: مثل الغلاف الفائق. تحدى تحليل جديد تفكيرنا التقليدي في الكون المسطح ، ولكن هل يصمد أمام التدقيق؟

    ESO و deviantART المستخدم InTheStarlightGarden

    يتوسع الكون ، ويمضي إلى أبعد مما تستطيع حتى أقوى التلسكوبات لدينا رؤيته. لقد خلص العلماء منذ فترة طويلة إلى أن الجزء الذي يمكننا رؤيته لا يمكن تمييزه عن كونه مسطحًا مكانيًا تمامًا. على الأقل ، كانت هذه هي الحكمة التقليدية لفترة طويلة. لكن قبل أسبوعين ، استخدمت ورقة جديدة (نسخة مجانية كاملة هنا) أحدث البيانات من القمر الصناعي بلانك لاستخلاص النتيجة المعاكسة: ربما لم يكن الكون مسطحًا على الإطلاق ، ولكنه منحني بهندسة محددة ومغلقة. هل هذا ممكن؟ سأل الكثيرون ، بمن فيهم توم إنسالاتا ، الذي يريد أن يعرف:

    اعتقدت أن معلمة الانحناء قد تم تحديدها بشكل أساسي بواسطة WMAP و Planck والقياسات الفلكية الأخرى. لدي فضول لمعرفة رأيك في صحة هذه الورقة الأخيرة. هل الكون مغلق بالفعل بانحناء إيجابي يمكن اكتشافه كما يقترح مؤلفو ورقة علم الفلك الطبيعة؟ إذا كان الكون كرويًا ، فما حجم الكرة وفقًا لقياساتها؟

    هناك الكثير لتفكيكه هنا ، لذا فلنبدأ من البداية: بفكرة الانحناء المكاني نفسه.

    إذا أجريت تجربة بسيطة ، مثل إسقاط عدد من عيدان تناول الطعام على سطح مستوٍ ، فستفعل ذلك. [+] من المرجح أن يصنع مثلثًا واحدًا على الأقل. ستصل الزوايا الداخلية لأي مثلث قمت بعمله دائمًا إلى 180 درجة ، ولكن هذا فقط لأنك في مساحة مسطحة غير منحنية ، مع عيدان تناول طعام مسطحة وغير منحنية.

    مسائل الرياضيات سيان زيلبو / 1001

    المساحة المسطحة هي ما اعتدنا على العمل فيه. ارسم مثلثًا على ورقة ، ويمكنك أن تكون واثقًا من عدد من الحقائق حوله ، بما في ذلك أن مجموع زواياه الداخلية الثلاث سيصل دائمًا إلى 180 درجة . سواء أكان مثلثًا قائمًا أو قيلة متساوية أو مدرجًا لا يهم بحكم وجود ثلاثة جوانب وموجود في مستوى مسطح ثنائي الأبعاد ، فإن زواياه الداخلية ستضيف دائمًا إلى نفس القيمة.

    المثلث الزائدي ، وهو مثلث مرسوم على سطح أي مستوى سالب. [+] الانحناء ، دائمًا ما يكون مجموع زواياه الثلاث الداخلية أقل من 180 درجة.

    LucasVB من ويكيميديا ​​كومنز

    ما لم تكن طائرتك ثنائية الأبعاد مسطحة على الإطلاق بالطبع. إذا قمت بقص مقطع مثلث من ورقتك وقمت بلصقه معًا مرة أخرى ، فستكتشف أن المثلث الذي رسمته الآن يحتوي على أكثر من 180 درجة كنت ستخلق سطحًا من الانحناء الموجب. أدخل هذا المثلث في ورقة مسطحة أخرى ، وستقوم بإنشاء سطح من الانحناء السلبي ، أي مثلث ترسمه سيحتوي على أقل من 180 درجة.

    بينما يمكن أن يكون المستوى ثنائي الأبعاد مسطحًا ، يمكن أيضًا أن يكون منحنيًا ، إما بشكل إيجابي (مثل الكرة ، حيث تكون زوايا المثلث أكبر من 180 درجة) أو بشكل سلبي (مثل السرج ، حيث تكون زوايا المثلث أقل من 180 درجة) . هذا لا ينطبق فقط على أي سطحين ثنائي الأبعاد يمكننا تخيله ، ولكن أيضًا على المساحات عالية الأبعاد أيضًا.

    تضيف زوايا المثلث مقادير مختلفة اعتمادًا على الانحناء المكاني الحالي. أ . [+] منحني إيجابيًا (علوي) ، منحني سلبيًا (وسط) ، أو مسطحًا (أسفل) سيكون له مجموع الزوايا الداخلية لمثلث يصل إلى 180 درجة ، أو أقل ، أو يساوي تمامًا 180 درجة ، على التوالي.

    When we consider our entire Universe, we have three spatial dimensions, but again they can have any type of curvature at all: positive, negative, or flat. A positively curved Universe can be sphere-like in nature, but still expand or contract as the Universe evolves.

    In fact, if the Universe were made of matter only (instead of also having radiation and dark energy), whether a Universe is curved positively, flat, or negatively determines whether the Universe is closed (and will recollapse), critical (on the border between recollapse and expansion forever), or open (destined to expand forever).

    If the Universe had just a slightly higher matter density (red), it would be closed and have . [+] recollapsed already if it had just a slightly lower density (and negative curvature), it would have expanded much faster and become much larger. The Big Bang, on its own, offers no explanation as to why the initial expansion rate at the moment of the Universe's birth balances the total energy density so perfectly, leaving no room for spatial curvature at all and a perfectly flat Universe. Our Universe appears perfectly spatially flat, with the initial total energy density and the initial expansion rate balancing one another to at least some 20+ significant digits.

    Ned Wright's cosmology tutorial

    The reason for this is simple: the Universe, as we know it, is roughly (on the largest scales) filled with the same amount of stuff no matter where you go. At all locations and in all directions, the matter, radiation and energy in the Universe is the same. In the language of mathematics, the Universe is isotropic (the same in all directions) and homogeneous (the same everywhere). When we apply those properties to General Relativity, we get a unique and powerful set of equations that defines how the Universe will evolve over time.

    On one hand, we obtain how the scale of the Universe changes with time: either an expansion or a contraction rate. On the other side, we have all the different forms of matter and energy in the Universe. And, if there's any mismatch, the leftover balance goes into spatial curvature, yielding a flat Universe if and only if the expansion rate and the overall energy density match precisely.

    A photo of me at the American Astronomical Society's hyperwall in 2017, along with the first . [+] Friedmann equation at right. The first Friedmann equation details the Hubble expansion rate squared on the left hand side, which governs the evolution of spacetime. The right side includes all the different forms of matter and energy, along with spatial curvature (in the final term), which determines how the Universe evolves in the future. This has been called the most important equation in all of cosmology, and was derived by Friedmann in essentially its modern form back in 1922.

    Perimeter Institute / Harley Thronson

    From the moment the expanding Universe was first derived, it was known that if the Universe wasn't perfectly flat, it was at least close. A Universe that was too severely curved, either positively or negatively, would either recollapse almost immediately or expand off into oblivion so quickly that the formation of stars or galaxies would be impossible. But there was nothing mandating that the Universe needed to be exactly flat it would rely on measurements to give us that information.

    As it turned out, our first robust measurements came courtesy of the Cosmic Microwave Background. In the late 1990s, the BOOMERanG experiment was groundbreaking in this regard, determining that the Universe was at least very close to spatially flat. The way it did so was straightforward, simple, direct, and extremely compelling.

    The overdense, average density, and underdense regions that existed when the Universe was just . [+] 380,000 years old now correspond to cold, average, and hot spots in the CMB, which in turn were generated by inflation.

    E. Siegel / Beyond The Galaxy

    The Cosmic Microwave Background, you see, is the leftover glow from the Big Bang. Although, at first glance, it appears to be a uniform 2.725 K in all directions, a closer examination reveals that there are imperfections at about the

    100 microkelvin level. These imperfections aren't because the Universe is fundamentally hotter or colder in one direction than the other, but rather because there are density imperfections that exist throughout the Universe.

    Where you have an overdense region (with more matter than average), the light will have a harder time climbing out of that gravitational potential well, and hence it loses more energy than average and appears colder. Similarly, it's easier than average for light to escape an underdense region, and those spots appear hotter than average. By looking at the angular scales of these temperature fluctuations, we can reconstruct the geometry of the Universe.

    The light from the cosmic microwave background and the pattern of fluctuations from it gives us one . [+] way to measure the Universe's curvature. To the best of our measurements, to within 1 part in about 400, the Universe is perfectly spatially flat.

    Smoot Cosmology Group / Lawrence Berkeley Labs

    The results from BOOMERanG were spectacular, indicating a flat Universe, and this only got better as our measurements of the Cosmic Microwave Background improved. WMAP taught us that the Universe was flat to about the level of around 10%, and with Planck, that improved to about 2%. Combined with the data from supernovae and large-scale structure, it became clear that a flat Universe was the best option of all.

    Constraints on the total matter content (normal+dark, x-axis) and dark energy density (y-axis) from . [+] three independent sources: supernovae, the CMB (cosmic microwave background) and BAO (which is a wiggly feature seen in the correlations of large-scale structure). Note that even without supernovae, we’d need dark energy for certain, and also that there are uncertainties and degeneracies between the amount of dark matter and dark energy that we'd need to accurately describe our Universe. However, despite the excellent constraints of the CMB, it does not necessarily follow that the Universe absolutely must be flat some amount of curvature is still permitted.

    Supernova Cosmology Project, Amanullah, et al., Ap.J. (2010)

    However, it would be unfair to say that the Cosmic Microwave Background demonstrated that the Universe was unambiguously flat, since the patterns of temperature fluctuations that it revealed had multiple possible solutions. The Universe could be expanding somewhat faster or slower at the expense of adjusting some of the parameters a Universe that was slightly either closed (and overdense) or open (and underdense) were still permitted. There is wiggle-room with the CMB alone.

    Four different cosmologies lead to the same fluctuation patterns in the CMB, but an independent . [+] cross-check can accurately measure one of these parameters independently, breaking the degeneracy. By measuring a single parameter independently (like H_0), we can better constrain what the Universe we live in has for its fundamental compositional properties.

    Melchiorri, A. & Griffiths, L.M., 2001, NewAR, 45, 321

    In the new analysis that calls the CMB's results into question, the authors argue that it isn't the temperature power spectrum (the wiggles, above, that you see which relate the magnitude of the mean temperature fluctuations to a particular angular scale) that favors a closed Universe, but rather a different extracted signal: the enhancement of a higher-than-expected lensing amplitude.

    Gravitational lensing is a cumulative effect of having matter in between your observation point and the source you're measuring: in this case, the Cosmic Microwave Background itself. The identification of a stronger-than-expected lensing signal, one possible interpretation of the Planck data, suggests that there's more matter density than previously expected. If there's more matter than other indicators suggest, perhaps that means the Universe is closed and overdense, and there's a slight amount of (positive) spatial curvature.

    This 3D map of the dark matter distribution in the cosmos was constructed by using gravitational . [+] lensing: the effect of all the mass in between ourselves and a distant light source. By extracting the lensing signal (and amplitude) from the cosmic microwave background, a team of scientists have claimed to favor a positively curved (closed) Universe, rather than the flat Universe suggested by Planck.

    The authors note — importantly but controversially — that a number of other anomalies might fit in perfectly with this. A closed and overdense Universe could explain why the temperature fluctuations on the largest angular scales (corresponding to scales of

    30 million light-years or so) are lower than expected. In addition, changing the curvature and energy content of the Universe changes the preferred value of the Hubble constant.

    Given that the Cosmic Microwave Background prefers a value of about 67 km/s/Mpc, while distance ladder methods prefer 73 km/s/Mpc, it's reasonable to hope that playing with this extra wiggle-room might help solve a large number of problems. When the authors run their analysis, they find that the best fit to all the data involves a slightly overdense Universe with positive curvature at the 4.4% level, achieving about a 3-sigma statistical significance favoring this value.

    Whereas the normal Planck temperature fluctuation data (blue) favors a flat Universe (where the . [+] x-axis reads 0), the lensing signature present in the CMB favors a closed Universe (where the x-axis value is less than 0) at about the 4.4% level, with slightly over 3-sigma significance.

    Di Valentino, E., Melchiorri, A. & Silk, J. Nat Astron (2019) doi:10.1038/s41550-019-0906-9

    Unfortunately, that's where the good news for this alternative interpretation ends. If you make these alterations to your cosmological model, the tension in the Hubble constant gets far worse, as adding more matter and closing the Universe forces you to even lower — I daresay absurdly low — values of the Hubble constant: values in the mid-50s.

    Additionally, the best constraints on spatial curvature no longer come from Cosmic Microwave Background experiments, but from a different source: measurements of baryon acoustic oscillations. By mapping the large-scale structure of the Universe and determining how galaxies clump, cluster, and correlate on large scales, we've been able to constrain the curvature of the Universe to

    0.4% precision. When we use that data, we find that the Universe is perfectly spatially flat, and that a curvature of

    4.4% is ruled out at greater than 10-sigma significance, something the authors themselves acknowledge.

    The 3D reconstruction of 120,000 galaxies and their clustering properties, inferred from their . [+] redshift and large-scale structure formation. The data from these surveys allows us to perform a number of great, detailed analyses, and enable us to determine that the Universe is spatially flat to within 0.4%, a much greater constraint than the CMB provides and one that disagrees with this new, marginal result at around 10-sigma significance.

    Jeremy Tinker and the SDSS-III collaboration

    In science, it's always fun to play around with alternative explanations and interpretations of your data, particularly when there are a few facets you cannot explain with the most common, conventional model. However, adding in a bit of extra matter and a bit of extra curvature, as attractive as it might be as a potential fix for a few cosmological puzzles, falls apart dramatically upon close inspection. The Universe's expansion rate and galaxy clustering properties are all wrong for a closed Universe: catastrophically so.

    The idea that the Universe may not be perfectly spatially flat is one that we must always keep in mind when we do our analysis, but one that we ought not to take seriously unless it's compatible with the full suite of cosmological evidence. This new analysis presents an interesting tension in a novel way, but a closed, overdense Universe cannot be the solution. As is so often the case, this simple solution to an unexplained phenomenon creates far more problems than it solves.


    Universe not flat but an inflating ‘closed sphere’ that loops back on itself, scientists claim

    THE SHAPE of the universe may actually be a curved and closed inflating sphere, according to a recent study.

    This means everything we thought we knew about the universe could be wrong as experts previously thought it was flat.

    A recent study analysed cosmic microwave background data collected by the European Space Agency's Planck satellite.

    This cosmic microwave background is considered to be the faint echo of the Big Bang which is thought to have created the universe.

    The study found that gravity appears to bend the microwaves indicating a closed universe.

    If the universe was closed it would mean that if you travelled far enough youɽ eventually loop back to where you started.

    This doesn't mean the universe isn't expanding though as the researchers describe it more like an inflating balloon.

    The research has been published in the journal Nature Astronomy.

    According to the researchers, their findings could be "a possible crisis for cosmology".

    They are calling for further research to clarify their findings and to check whether current universe theories could be wrong.

    Their theory fits in with an effect predicted by Einstein called gravitational lensing.

    Gravitational lensing involves gravity bending the path of light and cosmic microwave background.

    The study reveals: "A closed Universe can provide a physical explanation for this effect, with the Planck cosmic microwave background spectra now preferring a positive curvature at more than the 99% confidence level."

    There are some problems that the new theory is up against.

    One is that the Hubble Constant, the rate at which the Universe is expanding, has never been consistently measured.

    A curved universe theory would make this even trickier.

    Most of the current data on the universe also seems to support the flat theory.

    However, the researchers think their findings seem 99.8% accurate.

    Dark matter: The invisible material that makes up 27% of the universe

    • Dark matter is a material that scientists believe makes up almost a third of the known universe.
    • It has never been observed by scientists because it reflects no light, making it invisible.
    • Astronomers only know it exists because of its effects on other objects, such as the gravitational pull of galaxies.
    • According to the European Space Agency: 'Shine a torch in a completely dark room, and you will see only what the torch illuminates.
    • 'That does not mean that the room around you does not exist.
    • 'Similarly we know dark matter exists but have never observed it directly.'
    • Dark matter is thought to hold galaxies together, stopping the rapidly spinning objects from being torn apart by their own gravity.
    • It is closely linked to dark energy, another hypothetical substance, which is thought to make up 68% of the known universe.
    • Together, that means 95% of the universe is made up of dark energy or dark matter – meaning all but 5% of the cosmos cannot be explained by modern physics.

    TOP STORIES IN SCIENCE

    EASTERN SKIES

    SPACED OUT

    WAT-ER DISCOVERY!

    SUPER SHOOTERS

    WHAT A GEM

    TIDAL TERROR

    In other space news, Mercury will pass in front of Sun in rare space event next week – and you can see it with binoculars.

    Mercury is in retrograde and astrologers think the spooky ‘space illusion’ could ruin your life.

    And, Nasa has revealed plans for probes that will travel 92billion miles from Earth – that's seven times further than ever before.

    What do you think of this universe theory? Let us know in the comments.

    We pay for your stories! Do you have a story for The Sun Online Tech & Science team? Email us at [email protected]

    Follow The Sun

    Services

    ©News Group Newspapers Limited in England No. 679215 Registered office: 1 London Bridge Street, London, SE1 9GF. "The Sun", "Sun", "Sun Online" are registered trademarks or trade names of News Group Newspapers Limited. This service is provided on News Group Newspapers' Limited's Standard Terms and Conditions in accordance with our Privacy & Cookie Policy. To inquire about a licence to reproduce material, visit our Syndication site. View our online Press Pack. For other inquiries, Contact Us. To see all content on The Sun, please use the Site Map. The Sun website is regulated by the Independent Press Standards Organisation (IPSO)


    Weird findings suggest that we live in a saddle-shaped universe

    The shape of the universe may be dramatically different than previously thought, a group of researchers now says.

    Researchers investigating a major anomaly in the afterglow of the big bang suggest that the fabric of space and time may actually be curved like a saddle, possibly upending the currently leading notion that light and anything else traveling through spacetime zips through a "flat" universe in straight lines. In a saddle-shaped universe, however, any object that seems as if it is traveling parallel to another item will actually veer away from it after traveling vast distances.

    Scientists cautioned that there may be other explanations for this anomaly. Our universe may have collided with another universe shortly after the big bang, or the anomaly might just be a statistical fluke.

    Researchers began noticing the anomaly in question nearly a decade ago when they analyzed the cosmic microwave background — the imprint of heat released in the aftermath of the big bang. Scientists can study the fluctuations between hot and cold spots in the cosmic microwave background to learn more about the structure and evolution of the universe.

    Data from NASA's Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, or WMAP, launched in 2001, unexpectedly suggested that the universe may be lopsided — that is, hot and cold spots on one side of the cosmos appear hotter and colder than on the other. The evidence for this anomaly has increased over time, and data from the Planck satellite launched by the European Space Agency in 2009 supports the existence of the same anomaly.

    "The observed anomalies in the cosmic microwave background are intriguing — they may just be a statistical fluke, but they might be an indication of new physical processes at play in the early universe," said researcher Andrew Liddle, a cosmologist at the University of Edinburgh in Scotland.

    This lopsidedness contradicts the prevailing view in cosmology that moments after the big bang, the universe grew titanically in size. This growth spurt, called inflation, would have evened out the cosmos and made it look mostly similar in every direction.

    Now cosmologists suggest these anomalies occur because the universe is not flat. Instead, these researchers propose the universe may be ever so slightly "open," curved in such a way that parallel lines, which would never converge or diverge when running across a flat surface, will eventually diverge from one another, like on a saddle.

    "The light rays in a curved universe appear to follow curved paths," Liddle said. "They are following lines that are the shortest distance in curved space, just as airplanes follow great circles when flying around the Earth."

    Our cosmos as a bubble
    The idea starts with the observable universe forming like a bubble inside a larger "meta-universe." The act of birth may have triggered fluctuations in the wall of the bubble that would imprint themselves as very large-scale disturbances. One consequence would be this asymmetry in the cosmic microwave background that WMAP and Planck see another is a universe that looks flat, but is actually curved beyond the observable horizon of the universe.

    "The amount of inflation that takes place inside the bubble determines how flat the universe is," Liddle said. "We want there to be enough that it is almost, but not quite, flat."

    This concept "is an extremely intriguing one, particularly as it suggests that there may be other interesting new physics just around the corner," said Marc Kamionkowski a theoretical physicist at Johns Hopkins University who did not take part in this research. "While still quite speculative, this open universe scenario does seem to provide a more natural way to explain why the distance scale of the asymmetry is so close to the horizon scale today than other scenarios I've seen."

    Matthew Kleban, a theoretical physicist at New York University who also did not participate in this study, said that improving the understanding of the curvature of the universe is very important. "With that said, this certainly doesn't constitute direct evidence, but it's tantalizing," said Kleban.

    Big bang, big bash, or big mistake?
    This concept faces competition from a number of other explanations scientists have bandied about to explain this anomaly. For instance, another universe may have collided with ours, Kleban and his colleagues suggest.

    However, all these explanations for this seeming anomaly in the cosmic microwave background that demand a rewrite of the laws of physics may ultimately be moot. "The majority of cosmologists probably believe that the observed anomalies are a statistical fluke rather than a real property of the universe, which is an entirely reasonable point of view," Liddle said.

    In 2014, the Planck team could reveal whether the anomaly is indeed a fluke when it releases more data on the cosmic microwave background. The idea of a saddle-shaped universe may be supported if the distribution of temperatures in the sky does not follow a bell curve.

    Liddle and his colleague Marina Cortês detail their findings in the Sept. 13 issue of the journal Physical Review Letters.

    More mysteries of the universe:

    Charles Q. Choi is a freelance science writer based in New York City who has written for The New York Times, Scientific American, Wired, Science, Nature, and many other news outlets.


    Christopher Columbus Never Set Out to Prove the Earth was Round

    In 1492, Christopher Columbus was shocked when his ship made landfall in a land Europeans had never explored. Along the way, he proved that Earth isn’t flat after all. حق؟

    Wrong: Despite a persistent legend, neither Columbus nor his Spanish patrons thought Earth was a finite plane instead of a round planet. And you can blame one of the United States’ greatest authors for creating a myth that still surrounds one of history’s best-known figures.

    When Columbus set sail in 1492, he predicted he𠆝 make landfall in Asia. Legend has it that he defied Spanish officials to do so, sailing west instead of East because he was certain the world was round.

    Detail of Portrait of Christopher Columbus. (Credit: julio donoso/Sygma/Getty Images)

    There’s just one problem: It’s almost certain that in the 1490s, nobody thought the earth was flat.򠫌ording to historian Jeffrey Burton Russell, “no educated person in the history of Western Civilization from the third century B.C. onward believed that the Earth was flat.”

    That was thanks to scientists, philosophers and mathematicians who, as early as around 600 B.C., made observations that Earth was round. Using calculations based on the sun’s rise and fall, shadows and other physical properties of the planet, Greek scholars like Pythagoras and Aristotle determined that the planet is actually a sphere.

    During Columbus’ time, educated people carefully studied knowledge passed down by the ancient Greeks. Thus, it’s nearly impossible𠅊nd completely implausible—that rich Spaniards of the late 15th century thought Columbus would fall off the edge of the map.

    However, Columbus ran into resistance when he tried to get funding for his landmark journey for a different reason. He mistakenly believed that the circumference of Earth was very small and that by traveling west toward what he thought was China, he𠆝 open up new trade routes. After years of negotiation and argument over the actual length of the proposed journey, he finally convinced Ferdinand II of Spain and his wife Isabella to finance the expedition.

    ਊ map of the four voyages of the Italian navigator, Christopher Columbus. (Credit: Hulton Archive/Getty Images)

    The myth of Columbus’ supposed flat earth theory is tempting: It casts the explorer’s intrepid journey in an even more daring light. Problem is, it’s completely untrue. The legend doesn’t even date from Columbus’ own lifetime. Rather, it was invented in 1828, when Washington Irving published The Life and Voyages of Christopher Columbus.

    Irving, a master storyteller, was already famous for tales like “Rip Van Winkle” and “The Legend of Sleepy Hollow” when he tackled the life of Columbus. His inspiration came after his friend, Alexander Hill Everett, the United States’ minister to Spain, invited Irving to stay with him in Madrid. While visiting the city, Irving was tempted by a giganticarchive of documents about Columbus and decided to write the explorer’s biography.

    The archive may have been extensive, but Irving couldn’t help from adding fictional flourishes to Columbus’ already fascinating life. Crucially, he਌laimed that when the explorer told Spanish geographers the earth was not actually flat, they refused to believe him, even questioning his faith and endangering his life.

    “Is there anyone so foolish, as to believe [in] people who walk with their heels upward, and their head hanging down?” one of the Catholic geographers supposedly exclaimed when Columbus told him the Earth was a circle and not a flat line.

    A statue of Christopher Columbus at Palos de la Frontera in Huelva. (Credit: CRISTINA QUICLER/AFP/Getty Images)

    The real fools were Irving’s readers, who were taken in by his inaccurate account. And when his book became a runaway bestseller, the supposed confrontation between the rational explorer and the dogmatic official was accepted as truth.

    Over the years𠅊nd with the help ofਊntoine-Jean Letronne, a French author—the legend took hold. Even today, it’s a commonly held belief𠉮ven though it couldn’t be further from the truth.

    Though Columbus never proved Earth was round, he did manage to upset long-held dogma in another way when he ran across a continent nobody in Europe even knew was there. (Of course, his 𠇍iscovery” wasn’t new either as the Americas had been known to indigenous people for thousands of years, and Vikings since the 11th century.) He didn’t think Earth was flat, but by jumpstarting the Age of Exploration, he changed the course of human history.



    تعليقات:

    1. Nilar

      انا أنضم. أنا أتفق مع كل ما سبق. دعونا نناقش هذا السؤال. هنا أو في PM.

    2. Emile

      ليس من دواعي سروري لك؟

    3. Jarrett

      وأنا أتفق تماما معك. الفكرة رائعة ، أنا أتفق معك.



    اكتب رسالة