बिग क्रंच



बिग क्रंच ब्रह्मांड के अंतिम भाग्य के लिए एक काल्पनिक परिदृश्य है, जिसमें ब्रह्मांड का विस्तार अंततः उलट जाता है और ब्रह्मांड फिर से सिकुड़ जाता है, अंततः ब्रह्मांडीय पैमाने कारक (ब्रह्मांड विज्ञान) शून्य तक पहुंच जाता है, एक घटना संभावित रूप से एक सुधार के बाद होती है ब्रह्मांड एक और महाविस्फोट के साथ शुरू हो रहा है। अधिकांश साक्ष्य इंगित करते हैं कि यह परिकल्पना सही नहीं है। इसके बजाय, खगोलीय प्रेक्षणों से पता चलता है कि ब्रह्मांड का विस्तार गुरुत्वाकर्षण द्वारा धीमा होने के बजाय ब्रह्मांड के विस्तार को गति दे रहा है, यह सुझाव देता है कि ब्रह्मांड की गर्मी मृत्यु में समाप्त होने की संभावना अधिक है। सिद्धांत 1922 का है, रूसी भौतिक विज्ञानी अलेक्जेंडर फ्रीडमैन ने समीकरणों का एक सेट बनाया है जिसमें दिखाया गया है कि ब्रह्मांड का अंत इसके घनत्व पर निर्भर करता है। यह स्थिर रहने के बजाय या तो विस्तार या अनुबंध कर सकता है। पर्याप्त पदार्थ के साथ, गुरुत्वाकर्षण ब्रह्मांड के विस्तार को रोक सकता है और अंततः इसे उलट सकता है। इस उलटफेर के परिणामस्वरूप ब्रह्मांड अपने आप में ढह जाएगा, ब्लैक होल के समान नहीं। ब्रह्मांड का परिणाम यह देखकर देखा जा सकता है कि कौन सा बल दूसरे को हरा देगा; एक बिग बैंग से निकलने वाली विस्फोटक शक्ति है, और दूसरी गुरुत्वाकर्षण है। यदि गुरुत्वाकर्षण बिग बैंग के बल पर काबू पा लेता है, तो बिग बैंग को उलटते हुए बिग क्रंच शुरू हो जाएगा। हालांकि, अगर ऐसा नहीं होता है, तो गर्मी से होने वाली मौतों की सबसे अधिक संभावना है। जबकि खगोलविदों को पता है कि ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, वे निश्चित नहीं हैं कि विस्तार की शक्ति वास्तव में कितनी बड़ी है। बिग क्रंच का अंत सितारों और कण भौतिकी | उच्च-ऊर्जा कणों से विकिरण से भर जाएगा; जब इसे उच्च ऊर्जा में संघनित और नीले रंग की पारी  किया जाता है, तो यह तारों की सतह को टकराने से पहले प्रज्वलित करने के लिए पर्याप्त तीव्र होगा। अंतिम क्षणों में, ब्रह्मांड अनंत के तापमान के साथ एक बड़ा आग का गोला होगा, और पूर्ण अंत में, न तो समय और न ही स्थान रहेगा।

सिंहावलोकन
द बिग क्रंच परिदृश्य ने परिकल्पना की कि पूरे ब्रह्मांड में पदार्थ का घनत्व पर्याप्त रूप से उच्च है कि गुरुत्वाकर्षण आकर्षण उस विस्तार को दूर कर देगा जो बिग बैंग के साथ शुरू हुआ था। फ्रीडमैन-लेमैट्रे-रॉबर्टसन-वाकर मीट्रिक भविष्यवाणी कर सकता है कि औसत ऊर्जा घनत्व, हबल पैरामीटर और ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक के आधार पर विस्तार अंततः बंद हो जाएगा या नहीं। यदि मीट्रिक विस्तार बंद हो जाता है, तो संकुचन अनिवार्य रूप से पालन करेगा, समय बीतने के साथ-साथ तेजी आएगी और ब्रह्मांड को एक प्रकार के गुरुत्वाकर्षण पतन में समाप्त कर देगा, ब्रह्मांड को ब्लैक होल में बदलना।

1990 के दशक के अंत और 2000 के दशक की शुरुआत में प्रायोगिक साक्ष्य (अर्थात् मानक मोमबत्तियों के रूप में दूर के सुपरनोवा का अवलोकन; और ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि की अच्छी तरह से हल की गई मैपिंग) इससे यह निष्कर्ष निकला कि ब्रह्मांड का विस्तार गुरुत्वाकर्षण द्वारा धीमा नहीं हो रहा है, बल्कि इसके बजाय ब्रह्मांड के विस्तार में तेजी आ रही है। 2011 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार इस खोज में योगदान देने वाले शोधकर्ताओं को दिया गया।

बिग क्रंच सिद्धांत एक अन्य सिद्धांत की ओर भी ले जाता है जिसे बड़ी उछाल  के नाम से जाना जाता है, जिसमें बिग क्रंच ब्रह्मांड को नष्ट करने के बाद, यह एक प्रकार की उछाल करता है, जिससे एक और बड़ा धमाका होता है। चक्रीय ब्रह्मांड के रूप में जानी जाने वाली घटना में यह संभावित रूप से हमेशा के लिए दोहरा सकता है।

इतिहास
चर्चमैन और विद्वान रिचर्ड बेंटले ने न्यूटन के सिद्धांतों और नास्तिकता की अस्वीकृति पर एक व्याख्यान की तैयारी में, आइजैक न्यूटन को एक पत्र भेजा, <ब्लॉककोट> यदि हम एक सीमित ब्रह्मांड में हैं और सभी सितारे एक साथ एक दूसरे को आकर्षित करते हैं, क्या वे सभी एक ही बिंदु पर नहीं गिरेंगे, और यदि हम अनंत सितारों वाले अनंत ब्रह्मांड में हैं, तो क्या हर दिशा में अनंत बल उन सभी सितारों को प्रभावित नहीं करेंगे? यह प्रश्न बेंटले के विरोधाभास के रूप में जाना जाता है, बिग क्रंच का एक प्रोटो-थ्योरी। हालाँकि, अब यह ज्ञात है कि तारे घूमते हैं और स्थिर नहीं होते हैं।

आइंस्टीन का ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक
अल्बर्ट आइंस्टीन ने ब्रह्मांड के एक पूरी तरह से अपरिवर्तित मॉडल का समर्थन किया। उन्होंने 1917 में डच खगोलशास्त्री विलियम डी सिटर के साथ मिलकर यह प्रदर्शित करने में मदद की कि सामान्य सापेक्षता का सिद्धांत एक स्थिर मॉडल के साथ काम करेगा; विलेम ने प्रदर्शित किया कि उनके समीकरण एक बहुत ही सरल ब्रह्मांड का वर्णन कर सकते हैं। प्रारंभ में कोई समस्या नहीं मिलने पर, वैज्ञानिकों ने ब्रह्मांड का वर्णन करने के लिए मॉडल को अनुकूलित किया। हालाँकि, वे बेंटले के विरोधाभास के एक अलग रूप में भागे। सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत ने भी ब्रह्मांड को बेचैन, विरोधाभासी जानकारी के रूप में वर्णित किया। आइंस्टीन ने महसूस किया कि एक स्थिर ब्रह्मांड के अस्तित्व के लिए - जो उस समय देखा गया था - ब्रह्मांड को एक साथ अनुबंधित करने वाले गुरुत्वाकर्षण का मुकाबला करने के लिए एक गुरुत्वाकर्षण विरोधी की आवश्यकता होगी, एक अतिरिक्त बल जोड़ना जो सापेक्षता के सिद्धांत में समीकरणों को बर्बाद कर देगा। अंत में, ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक, गुरुत्वाकर्षण-विरोधी बल का नाम, सापेक्षता के सिद्धांत में जोड़ा गया।

हबल के नियम की खोज
माउंट विल्सन वेधशाला में काम कर रहे एडविन हबल ने आकाशगंगाओं की दूरियों का माप लिया और उन्हें वेस्टो एम. स्लिफ़र और मिल्टन एल. हमासन के साथ जोड़ा। उक्त आकाशगंगाओं से जुड़े रेडशिफ्ट के मिल्टन ह्यूमसन के माप। उन्होंने किसी वस्तु के रेडशिफ्ट और उसकी दूरी के बीच एक मोटे अनुपात की खोज की। हबल ने 46 आकाशगंगाओं से एक ट्रेंड लाइन तैयार की, हबल के नियम का अध्ययन और प्राप्त किया, जिसे उन्होंने 500 किमी/सेकेंड/एमपीसी माना, जो आज की तुलना में लगभग सात गुना है, लेकिन फिर भी यह प्रमाण दे रहा है कि ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा था और था स्थिर वस्तु नहीं।

ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक का परित्याग
हब्बल की खोज को प्रकाशित करने के बाद, आइंस्टीन ने ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक को पूरी तरह से त्याग दिया। अपने सरलतम रूप में, समीकरणों ने ब्रह्मांड का एक मॉडल तैयार किया जो विस्तारित या संकुचित हुआ। जो देखा गया उसका विरोध करना, इसलिए ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक का निर्माण। इस बात की पुष्टि के बाद कि ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, आइंस्टीन ने अपनी इस धारणा को कि ब्रह्मांड स्थिर है, अपनी सबसे बड़ी गलती बताया। 1931 में, आइंस्टीन आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञान का आधार प्रदान करने के लिए उन्हें धन्यवाद देने के लिए हबल गए। इस खोज के बाद, आइंस्टीन और न्यूटन के एक अनुबंधित, फिर भी स्थिर ब्रह्मांड के मॉडल को विस्तार करने वाले ब्रह्मांड मॉडल के मॉडल के लिए छोड़ दिया गया।

चक्रीय ब्रह्मांड
बिग बाउंस नामक एक सिद्धांत का प्रस्ताव है कि ब्रह्मांड उस स्थिति में गिर सकता है जहां यह शुरू हुआ था और फिर एक और बिग बैंग शुरू कर सकता है, इस तरह, ब्रह्मांड हमेशा के लिए रहेगा लेकिन विस्तार (बिग बैंग) और संकुचन (बिग क्रंच) के चरणों से गुजरेगा। ). इसका मतलब यह है कि निरंतर बिग बैंग और बिग क्रंच की स्थिति में एक ब्रह्मांड हो सकता है।

1931 में अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा चक्रीय मॉडल पर संक्षेप में विचार किया गया था। उन्होंने सिद्धांत दिया कि बिग बैंग से पहले एक ब्रह्मांड था, जो बिग क्रंच में समाप्त हुआ, जो प्रतिक्रिया के रूप में बिग बैंग बना सकता था। हमारा ब्रह्मांड विस्तार और संकुचन के चक्र में हो सकता है, एक चक्र संभवतः अनंत काल तक चलता रहता है।

एकपायरोटिक मॉडल
चक्रीय ब्रह्मांडों के और भी आधुनिक सिद्धांत हैं। पॉल स्टीनहार्ट द्वारा बनाए गए एकपाइरोटिक ब्रह्मांड में कहा गया है कि बिग बैंग दो समानांतर orbifold  विमानों के कारण हो सकता है, जिन्हें उच्च-आयामी अंतरिक्ष में टकराने वाली शाखाओं के रूप में जाना जाता है। चार आयामी ब्रह्मांड एक शाखा पर स्थित है। टक्कर बिग क्रंच, फिर बिग बैंग से मेल खाती है। आज हमारे आस-पास के पदार्थ और विकिरण ब्रैन से पहले क्वांटम उतार-चढ़ाव हैं। कई अरब वर्षों के बाद, ब्रह्मांड अपनी आधुनिक स्थिति में पहुंच गया है, और यह अगले कई अरब वर्षों में सिकुड़ना शुरू कर देगा।  काली ऊर्जा  ब्रैन के बीच बल से मेल खाती है, जो पिछले सिद्धांतों में फ्लैटनेस समस्या और मुद्रास्फीति (ब्रह्मांड विज्ञान) जैसी समस्याओं को ठीक करने की अनुमति देती है। चक्र असीम रूप से अतीत और भविष्य में भी जा सकते हैं, और एक आकर्षित करने वाला ब्रह्मांड के पूर्ण इतिहास की अनुमति देता है। यह ब्रह्मांड के पहले के मॉडल की समस्या को हल करता है जो एन्ट्रापी बिल्डअप से ब्रह्मांड की हीट डेथ में जा रहा है। नया मॉडल एंट्रॉपी बिल्डअप को रोकते हुए, हर चक्र के बाद शुद्ध विस्तार के साथ इससे बचा जाता है। हालाँकि, इस मॉडल में अभी भी कुछ खामियाँ हैं। सिद्धांत का आधार, ब्रैंस, अभी भी स्ट्रिंग सिद्धांतकार द्वारा पूरी तरह से समझ में नहीं आया है, और संभावना है कि बड़े संकट से स्केल इनवेरियन स्पेक्ट्रम को नष्ट किया जा सकता है। जबकि मुद्रास्फीति (ब्रह्मांड विज्ञान) और बलों के सामान्य चरित्र-या एकपाइरोटिक मॉडल में शाखाओं की टक्कर-क्वांटम में उतार-चढ़ाव करने के लिए आवश्यक है। पार्टिकल फिजिक्स का एक उम्मीदवार गायब है।

अनुरूप चक्रीय ब्रह्माण्ड विज्ञान (सीसीसी) मॉडल
भौतिक विज्ञानी रोजर पेनरोज़ ने एक सामान्य सापेक्षता-आधारित सिद्धांत को उन्नत किया, जिसे अनुरूप चक्रीय ब्रह्माण्ड विज्ञान कहा जाता है, जिसमें ब्रह्मांड तब तक फैलता है जब तक कि सभी पदार्थ क्षय नहीं हो जाते और प्रकाश में बदल जाते हैं। चूँकि ब्रह्माण्ड में किसी भी समय या दूरी का पैमाना इससे जुड़ा नहीं होगा, यह बिग बैंग के समान हो जाता है (जिसके परिणामस्वरूप एक प्रकार का बिग क्रंच होता है जो अगला बिग बैंग बन जाता है, इस प्रकार अगला चक्र शुरू होता है)। पेनरोज़ और गुरज़ाद्यान ने सुझाव दिया कि अनुरूप चक्रीय ब्रह्माण्ड विज्ञान के हस्ताक्षर संभावित रूप से ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि में पाए जा सकते हैं; 2020 तक, इनका पता नहीं चला है। इस सिद्धांत में कुछ खामियां भी हैं, संशयवादियों ने बताया कि एक असीम रूप से बड़े ब्रह्मांड को एक असीम रूप से छोटे ब्रह्मांड से मिलाने के लिए, ब्रह्मांड के पुराने होने पर सभी कणों को अपना द्रव्यमान खो देना चाहिए। हालाँकि, पेनरोज़ ने रिंग के रूप में CCC का प्रमाण प्रस्तुत किया, जिसका CMB में एक समान तापमान था, यह विचार कि ये रिंग हमारे कल्प में हस्ताक्षर होंगे - एक कल्प ब्रह्मांड का वर्तमान चक्र है जिसमें हम हैं - था हमारे पिछले युग से ब्लैक होल के टकराने के कारण गोलाकार गुरुत्वाकर्षण तरंगों के कारण होता है।

लूप क्वांटम ब्रह्मांड विज्ञान (एलक्यूसी)
लूप क्वांटम ब्रह्माण्ड विज्ञान ब्रह्मांड का एक मॉडल है जो ब्रह्मांड के विस्तार और संकुचन के बीच एक क्वांटम-सेतु का प्रस्ताव करता है। इस मॉडल में क्वांटम ज्योमेट्री कम स्पेस-टाइम वक्रता पर नगण्य एक बिल्कुल नया बल बनाती है। हालांकि, प्लैंक इकाइयों में बहुत तेजी से बढ़ रहा है, अत्यधिक शास्त्रीय गुरुत्वाकर्षण जो सामान्य सापेक्षता की विलक्षणताओं को हल करता है। एक बार विलक्षणताएं हल हो जाने के बाद ब्रह्माण्ड विज्ञान के वैचारिक प्रतिमान बदल जाते हैं, जिससे एक मानक मुद्दों पर फिर से विचार करने के लिए मजबूर किया जाता है - जैसे कि क्षितिज समस्या - एक नए दृष्टिकोण से। क्वांटम ज्योमेट्री के कारण, बिग बैंग को बिग बाउंस द्वारा बिना किसी धारणा या किसी फाइन ट्यूनिंग के बदल दिया जाता है। अंतर्निहित क्वांटम विकास का अंतरिक्ष-समय विवरण सिद्धांत की एक महत्वपूर्ण विशेषता है। प्लैंक-स्केल और ब्रह्मांड की शुरुआत में भौतिकी का वर्णन करने के लिए लूप क्वांटम कॉस्मोलॉजी में प्रभावी गतिकी के दृष्टिकोण का बड़े पैमाने पर उपयोग किया गया है। संख्यात्मक सिमुलेशन ने प्रभावी गतिकी की वैधता की पुष्टि की है, जो पूर्ण लूप क्वांटम गतिकी का एक अच्छा सन्निकटन प्रदान करता है। यह दिखाया गया है कि जब राज्यों में देर से बहुत बड़ी मात्रा में उतार-चढ़ाव होता है, जिसका अर्थ है कि वे सामान्य सापेक्षता द्वारा वर्णित मैक्रोस्कोपिक ब्रह्मांडों की ओर नहीं ले जाते हैं, लेकिन प्रभावी गतिकी उछाल और बाद के ब्रह्मांड के पास क्वांटम गतिशीलता से हट जाती है। इस मामले में, प्रभावी गतिशीलता बाउंस पर घनत्व को कम कर देगी, लेकिन यह अभी भी गुणात्मक पहलुओं को बहुत अच्छी तरह से पकड़ लेगी।

भौतिक सिद्धांतों से अनुभवजन्य परिदृश्य
यदि शून्य से पर्याप्त रूप से नीचे गुजरने वाली एक नीरस रूप से घटती क्षमता के नीचे विकसित होने वाले स्केलर क्षेत्र द्वारा संचालित सार तत्व का एक रूप डार्क एनर्जी और वर्तमान डेटा (विशेष रूप से डार्क एनर्जी पर अवलोकन संबंधी बाधाओं) की (मुख्य) व्याख्या सही है, तो त्वरित विस्तार ब्रह्मांड अगले 100 मिलियन वर्षों के ब्रह्मांडीय निकट-भविष्य में संकुचन के विपरीत होगा। आंद्रेई-इज्जास-स्टाइनहार्ट अध्ययन के अनुसार, परिदृश्य चक्रीय मॉडल और क्वांटम गुरुत्व के बारे में हाल के अनुमानों के साथ स्वाभाविक रूप से फिट बैठता है। अध्ययन से पता चलता है कि विस्तार के एक नए चरण में ब्रह्मांड के संक्रमण से पहले धीमा संकुचन चरण 1 बिलियन वाई क्रम की अवधि तक चलेगा।

प्रभाव
पॉल डेविस ने एक परिदृश्य पर विचार किया जिसमें बिग क्रंच वर्तमान से लगभग 100 अरब वर्ष बाद होता है। उनके मॉडल में, अनुबंधित ब्रह्मांड मोटे तौर पर विपरीत चरण में विस्तार चरण की तरह विकसित होगा। सबसे पहले, आकाशगंगा समूह, और फिर आकाशगंगाएँ विलीन हो जाएँगी, और कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (CMB) का तापमान बढ़ना शुरू हो जाएगा क्योंकि CMB फोटॉन ब्लूशिफ्ट हो जाते हैं। सितारे अंततः एक दूसरे के इतने निकट हो जाते हैं कि वे एक दूसरे से टकराने लगते हैं। एक बार जब सीएमबी एम-टाइप स्टार (डेविस मॉडल में बिग क्रंच से लगभग 500,000 साल पहले) से अधिक गर्म हो जाता है, तो वे अब अपनी गर्मी को विकीर्ण करने में सक्षम नहीं होंगे और जब तक वे वाष्पित नहीं हो जाते तब तक खुद को पकाएंगे; यह क्रमिक रूप से गर्म सितारों के लिए जारी रहता है जब तक कि ओ-टाइप स्टार बिग क्रंच से लगभग 100,000 साल पहले उबल नहीं जाते। आखिरी मिनटों में, ब्रह्मांड का तापमान इतना अधिक होगा कि परमाणु और परमाणु नाभिक टूट जाएंगे और पहले से ही जमे हुए ब्लैक होल में अवशोषित हो जाएंगे। बिग क्रंच के समय, ब्रह्मांड में सभी पदार्थ बिग बैंग के समान असीम रूप से गर्म, असीम रूप से घने गुरुत्वाकर्षण विलक्षणता में कुचल दिए जाएंगे। बिग क्रंच के बाद एक और बिग बैंग हो सकता है, जिससे एक नया ब्रह्मांड बन सकता है।