Quel est le sort d’un univers hyper-sphère?

à vapeur

Quel est le sort d’un univers hyper-sphère?


Cette vidéo PBS postule un univers positivement incurvé qui a la forme de quelque chose que le narrateur appelle une « hypersphère ».

http://youtu.be/AwwIFcdUFrE?t=6m33s

Un tel univers n’aurait pas de bord, et voyager dans une direction finirait par revenir au même point dans l’espace (éventuellement en fonction de l’expansion). Quel est le sort d’un univers aussi façonné? Un tel univers se recombinerait-il en un seul point à nouveau comme un gros resserrement , comme un rembobinage de big-bang?

CuriousOne

La science ne peut rien dire sur ces choses, du moins rien de particulièrement utile. Ce que vous voulez qu’un tel modèle fasse, c’est vraiment un choix de propriétés et de paramètres de modèle, de sorte que vous pouvez, très probablement, obtenir toutes sortes de résultats différents. À proprement parler, la science ne peut dire quelque chose avec certitude sur le passé. Même le pronostic à long terme pour le seul et unique univers que nous connaissons est hautement spéculatif.

Réponses


 John Rennie

Compte tenu de quelques hypothèses plausibles sur l’univers, sa géométrie d’espace-temps est décrite par une solution aux équations d’Einstein appelée la métrique FLRW . Si nous connaissons les densités de divers types de matière / énergie présents, par exemple photons / matière / énergie sombre / quoi que ce soit d’autre, alors nous pouvons calculer comment l’expansion de l’univers varie avec le temps.

D’une manière générale, la densité de photons / matière relativiste n’est importante que très peu de temps après le Big Bang. Donc, s’il n’y a rien de visqueux comme la matière noire, l’évolution est dominée par la densité de la matière (c’est-à-dire visible et la matière noire), et le paramètre clé est le rapport de la densité à la densité critique. Nous appelons ce rapport

Ω

et la géométrie est liée à

Ω

comme suit:

  • Ω < 1

    – univers fermé

  • Ω = 1

    – univers plat

  • Ω > 1

    – univers ouvert

Notre univers semble avoir

Ω

très proche de

1

il semble donc être plat. L’univers discuté dans la vidéo que vous liez a

Ω < 1

c’est donc un univers fermé, et un univers fermé a la topologie spatiale d’une sphère 3 . Cela signifie en effet que si vous tracez une ligne droite dans l’espace et la continuez assez longtemps, la ligne finira par se retrouver.

Jusqu’ici tout va bien, mais le point principal de votre question est de demander quel est le sort d’un univers fermé, mais il s’avère qu’il n’y a pas de réponse simple. Si tout l’univers fermé contient de la matière et des photons, alors l’univers fermé doit se replier. Autrement dit, il se développera à partir du Big Bang, atteindra un facteur d’échelle maximum puis retombera à nouveau dans un Big Crunch. Mais si l’univers contient de l’énergie sombre, cela peut changer son destin. Si le rapport de l’énergie sombre à la matière est suffisamment élevé, même un univers fermé peut s’étendre pour toujours.

CuriousOne

Ou aucun de ces scénarios n’est implémenté par nature car la relativité générale n’est pas la bonne théorie.

à vapeur

Merci d’avoir pris le temps de répondre. La grande chose que j’ai retirée de cette réponse est qu’un Big Crunch est un destin possible pour un univers fermé même avec un rapport élevé d’énergie sombre.

 

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