Büyük Çöküş

Büyük Çöküş'in varsayımsal animasyonu.

Büyük Çöküş, evren biliminde Evren'in nasıl sonlanacağıyla ilgili üç olası senaryodan biridir. Bu üç senaryo, Rus bilim insanı Aleksandr Fridman tarafından 1922 yılında ortaya atılmıştır. Büyük Çöküş Senaryosu'na göre Evren'in genişlemesi, kütleçekimi etkisiyle giderek yavaşlayarak, Evren'in genişleme hızı ve Evren'deki toplam kütle miktarına göre belirli bir gelecekte duracak ve daha sonra da içine çökmeye başlayarak başlangıç anındakine benzer bir tekilliğe dönecektir.

Genel bakış

Evrenin genişleme hızı kurtulma hızını aşmazsa, tüm maddenin karşılıklı yerçekimselleri sonunda sonuçta kasılmaya neden olacaktır. daralma aşamasında entropi artmaya devam ederse (bkz. Ergodik Hipotez), daralma, genişlemenin zamanla tersinden çok farklı görünür. Erken evren oldukça tek biçimli iken, bir büzülen evren gittikçe yıpranacaktı. Nihayetinde tüm maddeler kara deliklere dönüştürecekti, bu da sonra birleşecek, birleşik bir kara delik veya büyük daralma tekilliği üretecekti.

Teorinin arkasındaki düşünce, evrenin genişlemesinin Büyük Patlama tarafından üretilen enerjiyle bağlantılı olması ve böylece madde, diğer cisimlerin çekim veya yerçekimi vasıtasıyla patlama noktasından uzaklaştıkça azalmasına neden olmuştur. Birlikte hareket eden bu safha, sonunda genişlemenin durmasına yol açar. Daha sonra cisimler çekerken ve maksimum genişleme noktasının ötesinde bir şey olmazsa, madde orijinal patlama bölgesine geri dönerek yolu tersine çevirir.

Nihai çöküşten önce yaşanacak olayların ayrıntıları hem genişleme evresinin hem de önceki daralma evresinin uzunluğuna bağlıdır; Her ikisi de ne kadar uzarsa, giderek genişleyen evrende gerçekleşmesi beklenen olaylar o kadar artar; Bununla birlikte, ışığın hızından kaynaklanan gecikme nedeniyle varsayımsal gözlemciler tarafından büzülme evresinin hemen fark edilmeyeceğini, kozmik mikrodalga arka plan sıcaklığının önceki genişleme evresine göre simetrik daralma sırasında artacağını ve olayların Büyük Patlama sırasında gerçekleşen bu durum ters sırada olacaktır. Kompozisyonda bizimkine benzer bir daralan evrene göre, üstkümelerin kendi aralarında birleşip galaksi kümeleri ve daha sonra galaksilerin birleşeceği bekleniyor. Yıldızların birbirine çok yakın olduğu zaman aralarında çarpışmaların sık olduğu zamanlar, kozmik mikrodalga arka plan sıcaklığı o kadar artmıştı ki, yıldızlar kendi iç ısısını dışarı atamıyordu, patlayana kadar yavaş yavaş pişiyorlardı. Artan sıcaklık nedeniyle atomları kurucu atom altı partiküllerine parçalayacak heterojen gaz, Büyük Daralma'nın kendisinden önce zaten birleşen kara delikler tarafından yutulacaktı.

Hubble yasaları, evrendeki mevcut genişleme durumunu ölçer ve yerçekimi kuvvetinin kuvveti, evrendeki maddenin yoğunluğuna ve basıncına, diğer bir deyişle evrenin kritik yoğunluğuna bağlıdır. Evrenin yoğunluğu kritik yoğunluğun üzerindeyse, yerçekim kuvvetinin gücü, evrenin genişlemesine engel olur ve evren, kendine doğru geri çöker. Bir kozmolojik sabit gibi itici bir kuvvetin bulunmadığını varsayarsak tersine, eğer evrenin yoğunluğu kritik yoğunluğun altında ise, evren genişlemeye devam edecek ve çekmesi, evrenin genişlemesini durduracak yeterli olmayacaktır. Bu senaryo, evren genişledikçe soğuduğu ve entropi durumuna ulaştığı Büyük Donma ile sonuçlanır. Bir teori, evrenin başladığı devinimeye kadar çökebileceğini ve daha sonra başka bir Büyük Patlama başlatacağını ve bu şekilde evrenin sonsuza dek süreceğini, ancak genişleme aşamalarına daralmaya neden olacağını önermektedir. Başka bir senaryo ise, kritik yoğunluk doğru olduğunda ortaya çıkan düz bir evrene neden olur. Bu durumda evren her zaman yavaşlar ve sonuçta bir süre sonra durur. Şimdilik kritik yoğunluk ölçülmüş ve düz bir evren olduğu tespit edilmiştir.

Görüşler

Özellikle uzak süpernova gözlemleri ve yüksek çözünürlüklü kozmik mikrodalga arka plan ışıması analizleri olmak göre gözlemsel veriler, Evren'in büyümesinin kütleçekimi etkisi sonucu yavaşlamadığını, tam tersine giderek hızlandığını tutarlı olarak göstermektedir. Dolayısıyla büyük çöküş kuramı günümüzde sorunlu bir kuram olarak değerlendirilmektedir. Bununla birlikte hızlanmaya neden olduğu düşünülen karanlık enerjinin ne olduğu bilinmediğinden bu enerjinin etkisinin bilinmeyen bir gelecekte ters dönmesinin ve Evren'in hızlı bir çöküşüne yol açmasının da mümkün olduğu düşünülmektedir.

Diğer olası sonuçlar

• İkinci olasılık, Evren'in genişlemesinin sonsuza değin sürmesi ve Evren'de bir ısı ölümü yaşanmasıdır. Bu durumda, Evren'de herhangi bir ışık kaynağı kalmadığı için Evren tam bir karanlıktadır. Bütün yıldızlar kara deliklere dönüşerek etraflarındaki tüm ışığı ve cisimleri yutarlar.
• Üçüncü olasılık ise Evren'in kütlesinin tam olarak genişlemeyi durduracak, ama çöküşü başlatamayacak kritik bir değerde olması ve sonuçta Evren'in belirli bir büyüklüğe ulaşıp genişlemenin durmasıdır.