toekomst heelal

[Anonymous]

Welke theorieen zijn er allemaal over de toekomst van het heelal, en bij welke zijn er echt wetenschappelijke bewijzen? Wat zijn de beste theorieen, naast de 'Big Rip' en de "Big Crunch'?

[JV]

Bewijzen zal er lastig worden. Om te bewijzen of het heelal blijft uitzetten, dan wel zal instorten, moet je de massa van het heelal kennen. En aan gezien er nogal wat donkere materie is, zullen we dat wel nooit te weten komen. Gevolg is dat we het niet kunnen "bewijzen".

Er is een grens van massa, boven een bepaalde hoeveelheid zal alles weer instorten: big crunch. En er onder zal alles blijven uitdijen. Als het laatste het geval is, dan zal over grof weg 100 biljoen jaar alle sterren zijn opgebrandt, en zullen er geen nieuwe meer worden gevormd. Dit laatste omdat dan het waterstof/helium op is. Zal een sombere bedoeling worden.

[Anonymous]

Achja... als er een Big Crunch komt dan zal dat waarschijnlijk altijd zo zijn, bij elke bigbang een bigcrunch enz.

Maar is het dom om te zeggen dat als dit altijd zo gaat en tot in de eeuwigheid doorgaat dat alles ooit weer precies word zoals het nu is? want bij oneindig veel kansen moet het in theorie wel zo zijn dat wij ooit weer terugkomen.

[Hallo1979]

het oude heelal model met big bang ging uit van 3 scenarios:

1: het heelal heeft te veel massa en zal na de big bang zodanig vertragen dat het heelal stil komt te staan en daarna weer in elkaar zal knallen. De al genoemde big crunch

2: het heelal heeft te weinig massa en zal wel vertragen tot in de eeuwigheid, maar het heelal zal eeuwig blijven uitdijen en eeuwig groter blijven worden

3: Het tussen geval. Er is precies zo veel massa dat heelal dusdanig vertraagt dat in het einde der tijde het heelal stil staat. Dit is een bizar scenario waarbij heeeeel nauwkeurig een bepaalde massa aanwezig is. Deze laatste is verzonnen door de nederlander De Sitter en Einstein hielp hem en dit heet dan ook het Einstein- De Sitter heelal.

Elke redelijke schatting van de massa in het heelal wees uit dat er bij lange na niet genoeg massa zou zijn om scenario 1 of 3 te hebben. Oftewel oneindige uitdijing.

maar de tijd vorderde en met tijd kwamen observaties. Donkere materie werd geopperd om de massa te laten groeien, maar ook dat kon je afschatten en nog niet genoeg.

Weer een tijd later begon alles erop te wijzen dat het heelal precies genoeg massa moest hebben vanwege de algemene relativiteitstheorie. maar goed dan is er een probleem. Het betekende dat er een cosmologische constante moest zijn die er voor zorgde dat er genoeg energie in het heelal is om de kritieke massa te bepalen.

met de schattingen die bestonden was normale massa 3%, donkere materie 24%, dus de cosmologische constante moest wel 73% van de massa in het heelal zijn.

Maar dit heeft gruwelijke implicaties! Niet alleen weten we niet waar die 73 procent uit bestaat. We weten niet eens wat donkere materie is! Oftewel we weten van 97% niet wat het is... alleen dat het er is!

Dit is laatst nog geobserveert met een redelijke nauwkeurigheid. Sluit niets uit, maar ik denk dat dit wel het huidige heelal goed beschrijft.

Heeft dit consequenties voor het einde van het heelal? Jazeker! gigantische! het betekent dat het heelal niet alleen eeuwig blijft uitdijen, hij blijft versnellen! Het heelal versnelt uit elkaar! Die versnelling is al begonnen en gezien! (als de waarnemingen kloppen)

beantwoord dit je vraag?

[Anonymous]

Ja! bedankt!

[Anonymous]

Maar zijn de M-theorie, de multiversumtheorie, de big crunch, de big rip, het weglekken van de zwaartekracht, het verval van het heelal en de bubbelvesumtheorie allemaal verschillend?

[Anonymous]

hoi,

ik las iets over het einstein-de sitter heelal. (hebben we die al? ik ben er mee bezig nl) maar kan iemand vertellen wat die PRECIES inhoudt?

[DMuitW]

In het kort;

Het einstein de Sitter heelal, is een universum dat uitdijt, maar aan een steeds tragere snelheid. In t=∞ wordt de uitdijing dus 0. Ook is de vorm van dit heelal een vlakke euclidische ruimtetijd met kromming 0 (k=0).

Er is dus te veel om het heelal te laten voor eeuwig uitdijen, en te weinig om de zwaartekracht de overhand te laten halen. Het blijft dus uitdijen, zij het met een cijfer dat alsmaar meer een limiet van 0 wordt.

[eleen]

hoe kan de uitdijing nou door blijven gaan als hij wel o wordt ik begrijp er nog steeds neit veel van

[NiZnO]

even een ideetje als de snelheid van het uitdijen nou eeuwig blijft toenemen (wat het geval lijkt te zijn) komt deze op den duur in de buurt van de lichtsnelheid. Omdat materie, volgens onderzoek, waarschijnlijk niet met de lichtsnelheid kan reizen, maar de energie die dan in het voortbewegen gestopt wordt omgezet wordt in massa.

op die manier zou de massa van het heelal dus blijven toenemen totdat de expansie stopt. en dan krijgen we dus of het Sitter-Einstein scenario of een Big Crunch

zomaar ideetje

[eleen]

wat is de einsteindesittertheorie dan?

[DMuitW]

Wel, het concept is dat de toekomst van het heelal afhankelijk is van de uiteindelijk aanwezige hoeveelheid materie.

Materie ( meer bepaald een deeltje) bezit 4 fundamentele natuurkrachten (zwakke kernkracht, sterke kernkracht, elektromagnetische kracht en zwaartekracht) Hoewel zwaartekracht wel de kleinste is, werkt ze wel over de grootste afstanden.

Kortom, de toekomst van het universum is afhankelijk van wat de zwaartekracht (de zwakke kracht die in de onmetelijke ruimte dus wel immens is) van alle materie samen is.

Daaruit volgen 3 scenarios.

- De hoeveelheid materie die door de big bang werd aangemaakt, is groot genoeg om de expansie gegenereerd door de big bang uiteindelijk te stoppen en om te keren (zie het voorbeeld van een ineenvallende ster op het einde van z'n leven, daar krijgt de zwaartekracht ook de bovenhand). Met als gevolg dus een big crunch. Hetzelfde gebeurt als bij een imploderende ster, maar in dit geval gebeurt het wel met het hele universum die samenvalt tot singulariteit (punt met oppervlakte 0 en met oneindig grote energiedichtheid).

- De hoeveelheid materie die gegeneerd werd, is NET groot genoeg om via de zwaartekracht de uiteindelijke expansie te kunnen stoppen, maar NIET sterk genoeg om het proces om te keren. Met andere woorden, de expansiesnelheid wordt alsmaar kleiner, 0.1, 0.01, 0.001,0.0001,0.00001, ... . Ze wordt dus een limietwaarde van 0, daar er altijd een kleinere expansie mogelijk is ( in de wiskunde wordt de expansie dus 0 als de tijd oneindig is.)

Dit type van universum is een oplossing voor einsteins relativiteitsvergelijkingen die gevonden werd door Einstein en De Sitter, het Einstein-De Sitter kritische heelal.

- In het laatste geval , werd niet genoeg materie gegenereerd door de big bang, hetgeen impliceert dat de uiteindelijke expansie niet kan gestopt worden (de zwaartekracht is té klein, en de expansie te groot) en het heelal dus alsmaar verder en constant of sneller uitdijt.

[Leuke gast]

- De hoeveelheid materie die door de big bang werd aangemaakt, is groot genoeg om de expansie gegenereerd door de big bang uiteindelijk te stoppen en om te keren (zie het voorbeeld van een ineenvallende ster op het einde van z'n leven, daar krijgt de zwaartekracht ook de bovenhand). Met als gevolg dus een big crunch. Hetzelfde gebeurt als bij een imploderende ster, maar in dit geval gebeurt het wel met het hele universum die samenvalt tot singulariteit (punt met oppervlakte 0 en met oneindig grote energiedichtheid).

is dat wel zo? Massa / materie kan omgezet worden naar energie (E=mc^2). Daar gaat je massa.

[DMuitW]

is dat wel zo? Massa / materie kan omgezet worden naar energie (E=mc^2). Daar gaat je massa.

De theorie is echter iets moeilijker dan dat.

Vooreerst gebruikte ik ter voorbeeld de Newtoniaanse voorstelling van zwaartekracht, die zegt dat elk lichaam een aantrekkingskracht uitoefent, alnaargelang zijn "massa".

Er E=mc² op toepassen gaat enkel op als je alle elementen van de algemene relativiteitstheorie in rekening brengt, dus ook de zwaartekracht volgens Einstein.

De relativiteitstheorie beschouwt zwaartekracht als het vervormen van het ruimtetijd continuüm.

Volgens de relativiteitstheorie heeft een energetisch deeltje (foton) dan ook een theoretische massawaarde van 0 (in praktijk is een rust-massawaarde van 0 echter niet mogelijk daar dit belangrijke implicaties voor Coulombs wet ivm ladingen).

Dit in de zin van "massa" in de bekende betekenis van het woord (massa in rust).

Een foton bezit echter een wel gedefinieerde "relativistische massa". Deze relativistische massa kan niet berekend worden via E=mc² (ze houdt geen rekening met kinetische energie), maar moet aan de hand van de golflengte via een iets verschillende formule uitgewerkt worden.

. [1]

Zo kan toegepast op de Newtoniaanse theorie duidelijk de relativistische massa niet simpelweg in "F = m.a" (waarbij hier m = rustmassa) ingevuld worden!

Uit de algemene relativiteitstheorie volgt dan ook dat deze relativistische massa van fotonen, wel degelijk de ruimtetijd kunnen vervormen, zij het in dusdanige kleine mate dat het nauwelijks merkbaar is.

Opmerking;

- Het lijkt onlogisch dat alle rustmassa in de loop van de levensduur van het universum in energie omgezet wordt (relativistische massa).

E=mc² is een vergelijking, die implicaties heeft op quantumschaal. Ze werd nooit in praktijk bewezen. Zo kan een elementair deeltje slechts tot op snelheid van het licht gebracht worden door toevoeging van oneindig veel energie [1] (de massa wordt steeds groter, met als gevolg dat steeds meer energie nodig is). Omgekeerd werd van energie nog geen vaste materie gemaakt.

ZO is concreet voor een electron (met rustmassa = 9.10938188 × 10-31 kg, c=299 792 458 m / s en v (snelheid) 296794533.4 m/s (99%v/d snelheid vh licht) volgens de formule de massa bij 99% van de snelheid vh licht 6.457 x 10-30 kg).

Voor een kilogram massa is dit x factor 7.088 bij 99% vd snelheid vh licht.

Kortom, in praktijk tot nu toe onmogelijk.

[Leuke gast]

Uit de algemene relativiteitstheorie volgt dan ook dat deze relativistische massa van fotonen, wel degelijk de ruimtetijd kunnen vervormen, zij het in dusdanige kleine mate dat het nauwelijks merkbaar is.

Je schrijft hier een heel interessant stukje.

Echter heb ik nog wel mijn vraagtekens bij een aantal zaken. Nu ben ik niet echt een wetenschapper op dit gebied maar mischien kun jij hier een antwoordt opgeven.

Ik meende dat in een ster een kernfusie optreedt. Ik dacht dat bij deze kernfusie massa wordt omgezet naar energie.

Ik kan zou me kunnen voorstellen dat relativistische massa van een photon ook de tijd/ruimte kromt.

Maar hoe zit dit met de overige (kinetische) energie. Ofwel als zo'n ster explodeerd, wordt een grote hoeveelheid massa in bewegings energie omgezet? Dus uiteindelijk gaat een deel van de massa die omgezet is in energie over naar bewegings energie?

Zou het energie kosten om de gekormde tijd/ruimte van een grote massa uit elkaar te trekken.

Ik ben van mening dat het universum in evenwicht blijft, als veel massa bij eenkomt resulteert dit uiteindelijk weer een explosie, zodat deze deeltjes op een andere plek van het universum weer opnieuw gebruikt kunnen worden.

Zie ik nu iets over het hoofd?