Algunas de las preguntas más importantes del universo
Los mayores problemas del universo, hay innumerables cuerpos celestes en el universo. Después de tantos años de exploración, la gente todavía tiene una comprensión vaga del universo, pero esto ha despertado el deseo de la gente de explorar. Déjame llevarte a un breve recorrido por las preguntas más importantes del universo.
La pregunta más grande del universo 1 La primera pregunta es, ¿son los humanos la única vida inteligente en el universo?
¡Algunas personas dicen que el surgimiento del ser humano es un milagro del tiempo y el espacio! Esto demuestra que los seres humanos son tan especiales. Desde que los seres humanos registraron la historia, hemos desarrollado una gran curiosidad por el universo y hemos estado buscando constantemente posible vida extraterrestre en el universo. Sin embargo, pasaron incontables años y no se encontró nada.
Civilización Alienígena
Es innegable que el universo es tan grande y existen innumerables planetas como la Tierra. ¡Es difícil creer que sólo exista una vida inteligente en todo el universo! Pero en cualquier caso, todos los datos observados por los detectores y telescopios espaciales humanos muestran que los humanos siguen siendo la única vida inteligente conocida en el universo.
Aunque muchos observatorios afirman haber recibido señales de civilizaciones extraterrestres, ¡no hay ningún resultado! Por lo tanto, ¡hasta el día de hoy todavía nos desconcierta si los humanos son la única vida inteligente en el universo! ¡Quizás no haya respuesta hasta el fin de la civilización humana!
La segunda pregunta es, ¿cómo nació el universo?
¡Existen muchas teorías sobre cómo nació el universo, como la proyección holográfica del Big Bang, universos paralelos, mundos bidimensionales, etc.! Según las observaciones del Telescopio Hubble, casi todas las galaxias se alejan unas de otras y la velocidad es cada vez más rápida. Desde esta perspectiva, parece que la teoría del Big Bang es consistente con las observaciones reales.
El Big Bang
¡Sin embargo, todavía no podemos entender cómo nació el universo! Aunque BIGBANG es consistente con los resultados de observación actuales, en el análisis final, los datos sobre el universo que los humanos pueden observar son solo una parte muy pequeña, lo que no es suficiente para probar la exactitud de BIGBANG. Además, pocos científicos creen que el universo sea virtual, como los mundos imaginarios que creamos en las computadoras. Si esta opinión fuera cierta, ¡todos los datos observacionales carecerían de sentido!
Algunos científicos creen que el universo existe en un espacio de latitud alta, y que la vida en el universo (es decir, nosotros) es sólo vida en un espacio de latitud tan baja dentro del universo. Por lo tanto, no importa cuánto exploremos, nunca obtendremos la respuesta porque no podemos entender la forma en que opera y existe el universo, que está más allá de nuestras dimensiones.
La Tierra en el espacio de altas latitudes
La tercera pregunta, ¿se ha acabado el universo?
Esta pregunta es como si el universo ha comenzado, ¡no hay respuesta! Algunos científicos creen que después de que el universo se expanda hasta su límite, comenzará a encogerse, eventualmente colapsará en una singularidad y luego esperará la oportunidad de explotar nuevamente para formar un nuevo universo, ¡y así sucesivamente!
Singularidad Universal
Algunos científicos creen que después de que el universo se expanda hasta su límite, estará en un estado estable y continuará para siempre. Algunos científicos incluso creen que el universo no se está expandiendo en absoluto y que todo es causado por el nivel limitado de ciencia y tecnología de los seres humanos y su comprensión insuficiente del universo. En resumen, no hay respuesta.
Esto es razonable. Si no estamos seguros de cómo empezó el universo, entonces no deberíamos estar seguros de cuándo y cómo terminará.
El Fin del Universo
En otras palabras, el principio y el fin del universo son la misma pregunta. Si entiendes una, inevitablemente entenderás la otra. La respuesta a esta pregunta es probablemente muy simple y hermosa, pero desafortunadamente, ¡esta respuesta se convertirá en un misterio eterno de la civilización humana!
La pregunta más grande del universo 2 1. ¿Qué es el universo?
El universo es una unidad de espacio, tiempo, materia y energía.
2. El Origen del Universo
Desde el siglo XX, con el desarrollo de la astronomía, se han propuesto varios modelos del origen del universo. En primer lugar, el modelo estático del universo de Einstein fue reemplazado por la "teoría del estado estacionario" después del descubrimiento de la ley de Hubble. Después del descubrimiento de la radiación de fondo de microondas, la "teoría del Big Bang" finalmente se convirtió en una teoría generalmente aceptada en la comunidad física.
Según la teoría del Big Bang, el universo nació en una extraña gran explosión hace unos 654.380 millones de años. Toda la materia y el tiempo surgieron después de eso. En los primeros días del Big Bang, la materia y la antimateria se crearon en pares. Sin embargo, debido a la temprana ruptura de la simetría, la cantidad total de materia positiva era ligeramente mayor que la de antimateria. Luego, la materia positiva y negativa fue rápidamente aniquilada y la mayor parte desapareció en el universo. La materia positiva restante comenzó a enfriarse a medida que el universo se expandió, condensándose para formar el universo que vemos ahora.
Figura 1: Modelo de evolución cósmica
Al principio, esta teoría se enfrentó a tres problemas. Es decir, la dificultad de visión, la planitud y los monopolos magnéticos.
Problemas visuales: La radiación cósmica de fondo de microondas (CMB) es la radiación térmica sobrante del Big Bang. Su temperatura en el espectro de radiación del cuerpo negro es 2,73 K, que es la misma temperatura en todas las direcciones del universo. Sin embargo, a medida que el universo se expande, los dos puntos más distantes del volumen del Hubble están demasiado separados para que la información se transmita entre ellos a la velocidad de la luz (a unos 90 mil millones de años luz de distancia). Entonces, ¿cómo es posible que la temperatura del universo permanezca tan uniforme?
Figura 2: Imagen de radiación de fondo cósmica de microondas
Dificultad de la planitud: mediante cálculos, los científicos descubrieron que el universo primitivo era muy plano, con una curvatura casi nula en todas partes. ¿Por qué es tan plano?
El problema de los monopolos magnéticos: debido a la existencia de una ruptura de simetría en el universo primitivo, teóricamente deberían encontrarse algunos monopolos magnéticos, pero hasta ahora no se han encontrado.
La mejor explicación de estos tres problemas proviene de la "Teoría de la Inflación" de Alan Guth. La teoría de la inflación cree que después del Big Bang
Hace dos segundos, el universo todavía se estaba expandiendo lentamente, se realizó suficiente intercambio de calor y la temperatura alcanzó la uniformidad. Luego, de repente, explotó en un universo enorme en un período de tiempo muy corto. De esta manera, la temperatura antes de la expansión es uniforme y la curvatura del espacio-tiempo se aplana debido a la rápida expansión. Pero los monopolos magnéticos se encuentran rápidamente dispersos por todo el universo y aún no han sido descubiertos debido a su baja densidad. Por supuesto, aunque la teoría de la inflación puede explicar bien el fenómeno, todavía no hay pruebas concluyentes de que sea correcta.
3. La edad del universo
Entonces, según la teoría del Big Bang, ¿qué tamaño tiene el universo? Definimos la edad del universo como el tiempo transcurrido desde el Big Bang. Según la ley de Hubble
los cuerpos celestes que retroceden rápidamente están lejos de nosotros, mientras que los cuerpos celestes que retroceden lentamente están muy cerca de nosotros, lo que demuestra que el universo tiene una edad uniforme (como se muestra a continuación) . Este tiempo unificado t se puede calcular dividiendo la distancia por la velocidad. Miremos nuevamente la ley de Hubble, el tiempo.
El recíproco. Por lo tanto, siempre que se pueda medir con precisión la constante de Hubble, se podrá obtener la edad del universo.
Según la medición generalmente aceptada de la constante de Hubble (
), los científicos creen que la edad del universo es de aproximadamente 65.438 millones de años. Pero una nueva investigación realizada en 2019 encontró que el valor real de la constante de Hubble debería ser mayor. Según los nuevos datos, la edad del universo debería reducirse a unos 11,4 mil millones de años.
4. El tamaño del universo
Limitado por la velocidad de la luz, el universo que podemos observar tiene un alcance fijo con un radio de 46 mil millones de años luz. Es lógico que la edad del universo sea sólo de 65.438038 millones de años. Incluso si la luz de una estrella a 46 mil millones de años luz de nosotros ocupara todo el tiempo desde el nacimiento del universo, no llegaría a nuestra Tierra. ¿Cómo podemos verlos?
El problema es la expansión del universo. Cuando estas estrellas se formaron por primera vez, todavía se encontraban en las primeras etapas del universo y no estaban tan lejos de nosotros. La luz que emitieron en aquella época llegó a nuestra Tierra unos 654.38038 millones de años después. Hoy, a medida que el universo se expande, esas estrellas han sido "empujadas" a 46 mil millones de años luz de nosotros. En otras palabras, vemos estas estrellas a 46 mil millones de años luz de distancia, pero solo las vemos en el pasado. No sabemos si murieron hoy.
Además, el verdadero tamaño del universo sigue siendo un problema irresoluble para la ciencia porque no podemos ver nada más allá de 46 mil millones de años luz. Quizás el universo sea realmente tan infinito como dicen algunas personas.
5. El fin del universo
Finalmente, analicemos el destino final del universo en el futuro. Inicialmente, los físicos creían que después de que el universo se expandiera, comenzaría a desacelerarse y expandirse bajo la influencia de la gravedad entre la materia, hasta que la tasa de expansión cayera a cero, y luego se contraería en la dirección opuesta. Al igual que cuando lanzamos una pequeña pelota al cielo, la pelota desacelerará y se elevará bajo la acción de la gravedad después de dejar la mano, y luego comenzará a acelerar y caer después de alcanzar el punto más alto. A partir de esto, la gente predice que el universo eventualmente se reducirá hasta convertirse en una singularidad y terminará en el Big Crunch.
Hawking hizo esta predicción en "Una breve historia del tiempo" (Figura 3). Hawking dijo que la evolución del universo es como la tierra, y la flecha del tiempo es como el eje de la tierra, apuntando del Polo Norte al Polo Sur. El Polo Norte representa el Big Bang. La Antártida representa el Big Crunch. Con el tiempo, el universo primero se expandió, alcanzando un máximo en el ecuador, y luego comenzó a contraerse debido a la gravedad, terminando con una gran crisis.
Y esa bola es todo lo que podemos conocer, porque nuestras dimensiones no son lo suficientemente altas, no podemos ver nada fuera de esta bola. Supongamos que estamos parados sobre el big bang en la parte superior de la pelota. No importa en qué dirección vayamos, iremos hacia el futuro. Por tanto, no podemos hablar de lo que había antes del Big Bang.
Figura 3: Analogía entre la evolución del universo y la tierra.
Lo dramático, sin embargo, es que la predicción de Hawking ahora ha sido abandonada por los resultados observacionales. Durante 1998, tres físicos observaron la explosión de una supernova de Tipo Ia y obtuvieron datos que demostraban que el universo comenzó a expandirse desde la desaceleración hasta la aceleración hace unos 4 mil millones de años. En la Figura 1, vemos una abertura en forma de campana en el universo moderno en el extremo derecho, lo que muestra que el alcance del universo se está acelerando.
En cuanto a por qué se está acelerando la expansión, sigue siendo un misterio. La nueva conjetura de los científicos es que el universo está lleno de “energía oscura” que nos resulta difícil observar. La energía oscura proporciona la "repulsión universal" que aleja los objetos entre sí. Hubo un tiempo en que la fuerza gravitacional entre la materia era mayor que la fuerza repulsiva y la expansión del universo se desaceleró. Pero desde hace 4 mil millones de años, debido a la reducción de la densidad de la materia en el universo, la energía oscura superó la gravedad y comenzó a dominar. Entonces la expansión del universo comenzó a acelerarse. Por supuesto, hasta el momento no se ha encontrado evidencia de la existencia de energía oscura, por lo que es imposible proporcionar pruebas efectivas de esta teoría.
Basándonos en la teoría de la expansión acelerada del universo, la distancia entre galaxias será extremadamente grande en el futuro. Los viajes espaciales también serán bastante difíciles. En cuanto al fin del universo, algunos científicos creen que será un "gran desgarro". Es decir, la fuerza de "todas las cosas se repelen entre sí" es cada vez más fuerte, de modo que en unos 50 mil millones de años, nuestra galaxia, nuestro sistema solar e incluso todos los átomos serán destrozados por esta fuerza repulsiva, y toda la vida desaparecerá naturalmente. dejar de existir.