Gibt es eine Theorie, die ein zyklisches Universum mit abnehmendem Dichteparameter vorschlägt?

  • Wenn die Dichte des Universums kleiner als die kritische Dichte ist, wird es sich für immer ausdehnen
  • Wenn die Dichte des Universums größer als die kritische Dichte ist, wird die Schwerkraft dazu führen, dass es in einem "Big Crunch" auf sich selbst zurückfällt.

  • Wenn sie gleich sind, ist die Geometrie des Universums flach (euklidisch)

  • Die Gesamtdichte ist gleich der kritischen Dichte (bis auf den Messfehler genau) und experimentelle Daten aus verschiedenen unabhängigen Quellen bestätigen, dass das Universum (höchstwahrscheinlich) flach ist. Und (höchstwahrscheinlich) wird es für immer weiter expandieren.

  • Dunkle Energie scheint die Expansion des Universums zu beschleunigen. Relevante Erklärung von hier :

    Bei dunkler Energie befindet sich ein räumlich flaches Universum immer noch an der Grenze zwischen geschlossen und offen, aber wenn genügend dunkle Energie vorhanden ist, beschleunigt sich die Expansion des Universums, und das Universum kann sich für immer ausdehnen, auch wenn es geschlossen ist.

Wissen Sie, ob es eine Hypothese gibt, die ein zyklisches Modell des Universums vorschlägt, in dem entweder seine Dichte abnimmt oder seine kritische Dichte zunimmt (oder beides) in (endlichen) Zyklen?

Könnte das nicht erklären, warum die Gesamtdichte genau gleich der kritischen Dichte zu sein scheint?

Wenn also zum Beispiel die Dichte nach jedem Big Crunch um den kleinstmöglichen Betrag abgenommen hätte, wäre sie jedes Mal zusammengebrochen, bis ein Universum entstanden wäre (Big Bounce), das ewig dauert (bis zum Big Freeze oder ähnlich). Vielleicht nach dem anthropischen Prinzip, das auch für die Existenz von Leben erforderlich gewesen sein könnte, zB weil das Universum sonst vorher zusammengebrochen wäre?

Update: ist dieses Papier relevant (wie)?: „ Eine neue Art von zyklischem Universum “:

eine neuartige zyklische Theorie des Universums, in der der Hubble-Parameter, die Energiedichte und die Temperatur periodisch oszillieren, der Skalierungsfaktor jedoch von einem Zyklus zum nächsten um einen exponentiellen Faktor wächst. Die resultierende Kosmologie löst nicht nur die Homogenitäts-, Isotropie-, Ebenheits- und Monopolprobleme [...]

Antworten (1)

Verschiedene zyklische kosmologische Modelle wurden zu verschiedenen Zeiten diskutiert: https://en.wikipedia.org/wiki/Cyclic_model Tolman verwendete Thermodynamik, um 1934 die einfachsten auszuschließen. Derzeit gibt es kein vielversprechend aussehendes Modell dieser Art, das dies tut beinhaltet nicht viel sehr spekulative und unbewiesene Physik. Verschiedene Vorschläge dieser Art, wie der von Penrose, erwiesen sich als unvereinbar mit der Beobachtung oder mit anderer bekannter Physik.

Könnte das nicht erklären, warum die Gesamtdichte genau gleich der kritischen Dichte zu sein scheint?

Nein, in einem zyklischen Universum würden wir erwarten, dass die Dichte größer als der kritische Wert ist.

Habe nicht mit einer solchen unspektakulären Theorie gerechnet. Ich frage nur, ob es überhaupt eine solche Hypothese gibt. Zum Beispiel könnte eine LQC-bezogene Hypothese interessant sein, denke ich. Vielleicht ist dieses Papier relevant?: arxiv.org/pdf/1812.06841.pdf Meine Frage bezieht sich auf ein zyklisches Modell, bei dem die Dichte (wie erwartet) größer als der kritische Wert ist, bis sie gleich dem kritischen Wert ist und der Zyklus stoppt. Oder wollten Sie sagen, dass es wahrscheinlicher ist, nur gleich zu erscheinen? Ich interessiere mich auch für Hypothesen, die ein paralleles Element haben, anstatt nur ein sequentielles.
Der Einwand von User4552 gegen Penroses „Conformal Cyclic Cosmology“ (beschrieben in seinem 2010 erschienenen Pop-Sci-Buch mit dem Titel „Cycles of Time“) könnte berechtigt sein, da das astronomische Verfahren, das Penrose zu seiner Überprüfung vorgeschlagen hatte, weithin kritisiert wurde. Sein Modell schlug Wiederholungen auf expandierenden Skalen vor und vermied die Erhöhungen der Entropiedichte, die Tolman für sein eigenes Modell festgestellt hatte: Wenn Penroses Arbeit theoretisch nicht fundiert gewesen wäre, bezweifle ich, dass er für einen Nobelpreis 2020 ausgewählt worden wäre , aber Beweise für kosmologische Modelle beinhalten einen Jackpot zu knacken, wenn das Universum groß genug ist.
Man könnte argumentieren, dass die zyklische Kosmologie ebenso unbewiesene Annahmen wie "das Universum ist ein geschlossenes System" oder "es sind keine Schildkröten bis ganz nach unten - alias es muss einen kleinsten Maßstab geben" einfach loslässt. Das sind, wenn überhaupt, immer noch Überbleibsel des Denkens des 19. Jahrhunderts, das versuchte, „alles“ wie ein triviales mechanisches oder thermodynamisches Laborsystem zu behandeln. Die zyklische Kosmologie, so spekulativ sie auch ist, löst eine große Anzahl konzeptioneller Probleme, die in der Standardkosmologie nicht gelöst werden können. Alleine dafür lohnt es sich, darüber nachzudenken. Vielleicht nicht so wie Penrose es tut.
Gibt es eine Theorie, die ein zyklisches Universum mit abnehmendem Dichteparameter vorschlägt?
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