Universo

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Estrelas Universo
bilhões de estrelas brilhando no universo

Estrelas universo

universo imagem Livro
imagem antiga do universo tirada de um livro

universo imagem livro

 

Sobre o Universo

O Universo é comumente definida como a totalidade de tudo o que existe , [ 1 ] , incluindo todas as Matéria e energia , os planetas , estrelas , galáxias , eo conteúdo do espaço intergaláctico . [ 2 ] [ 3 ] Definições e uso de variar e termos similares incluem o cosmos , o Mundo ea Natureza . Observação científica dos estágios anteriores do desenvolvimento do Universo, que pode ser vista a grandes distâncias, sugere que o Universo tem sido regida pelas mesmas leis físicas e constantes em quase toda a sua extensão e História. Existem vários multiverse teorias, em que os físicos têm sugerido que o nosso universo é um entre muitos universos que também existem. [ 4 ] [ 5 ]

 História

Ao longo da história, várias cosmologias e cosmogonias têm sido propostos para explicar as observações do universo. Os primeiros quantitativa geocêntrico modelos foram desenvolvidos pelos antigos filósofos gregos . Ao longo dos séculos, as observações mais precisas e teorias de Gravidade melhorado levou a Copérnico modelo heliocêntrico eo newtoniana do modelo do Sistema Solar , respectivamente. Melhorias em Astronomia levaram à constatação de que o Sistema Solar é incorporado em uma galáxia composta por bilhões de estrelas, a Via Láctea e outras galáxias que existem fora dele, tanto quanto os instrumentos astronômicos pode alcançar. Cuidadosos estudos da distribuição dessas galáxias e suas linhas espectrais levaram à grande parte da cosmologia moderna . Descoberta do desvio para o Vermelho e cósmica radiação de fundo de Microondas revelou que o universo está se expandindo e, aparentemente, teve um começo. [ carece de fontes? ]

Esta imagem de alta resolução do Campo Hubble Ultra Deep- mostra uma gama diversificada de galáxias , cada uma composta de bilhões de estrelas . A área equivalente de céu que a imagem ocupa é mostrado como uma Caixa vermelha no canto inferior esquerdo. O menor, as galáxias mais vermelhos, cerca de 100, são algumas das galáxias mais distantes de ter sido fotografada por um telescópio óptico, existentes no momento logo após o Big Bang.

De acordo com o modelo vigente científica do universo, conhecida como Big Bang , o universo se expandiu a partir de uma fase extremamente quente, denso chamado de época Planck , na qual toda a matéria e energia do universo observável estava concentrada. Desde a época Planck, o universo foi expandindo a sua forma actual, possivelmente com um breve período (menos de 10 -32 segundos) da inflação cósmica . Várias medições independentes experimental apoiar esta teórico de expansão e, mais geralmente, a teoria do Big Bang. Observações recentes indicam que essa expansão está se acelerando por causa da energia escura , e que a maioria da matéria no universo pode ser de uma forma que não podem ser detectados por instrumentos presentes, assim não é contabilizado nos modelos atuais do universo, o que tem sido chamado de matéria escura . A imprecisão das observações atuais tem dificultado as previsões do destino final do universo . [ carece de fontes? ]

Interpretações atuais de observações astronômicas indicam que a idade do universo é 13,75 ± 0,17 bilhões de anos, [ 6 ] e que o diâmetro do universo observável é, pelo menos, 93.000 milhões de anos-Luz ou 8,80 × 10 26 metros. [ 7 ] De acordo com a geral relatividade , o espaço pode expandir mais rápido que a velocidade da luz, embora possamos ver apenas uma pequena parte do universo devido à limitação imposta pela velocidade da luz. Desde que não podemos observar o espaço para além das limitações de luz (ou qualquer radiação electromagnética), é incerto se o tamanho do universo é finito ou infinito.

Etimologia, sinônimos e definições

Veja também: Cosmos , Natureza , World (Filosofia) e esferas celestes

A palavra universo deriva do francês antigo palavra Univers , que por sua vez deriva do Latim palavra Universum . [ 8 ] A palavra latina foi usado por Cícero e autores posteriores Latina em muitos dos sentidos mesmo que a moderna Inglês palavra é usada. [ 9 ] A palavra latina deriva da contração poética Unvorsum  - usada pela primeira vez por Lucrécio no Livro IV (linha 262) da sua De rerum natura ( Sobre a Natureza das Coisas ) - que liga un, uni (a forma de combinação de unus ", ou "um"), com vorsum, versum (um substantivo feitas a partir do particípio perfeito passivo de vertere , que significa "rodar alguma coisa, rolou, mudou"). [ 9 ]

Interpretação artística (muito exagerado) de um pêndulo de Foucault mostra que a Terra não está parado, mas gira.

Uma interpretação alternativa de unvorsum é "rodado tudo como um" ou "rodar tudo por um". Neste sentido, pode ser considerada uma tradução de uma palavra grega anterior para o universo, περιφορά , (periforá ", circumambulation"), originalmente usado para descrever um curso de uma refeição, o alimento que está sendo realizado em todo o círculo de convidados para o jantar. [ 10 ] Esta palavra grega refere-se a esferas celestes , um modelo gregos do universo. Sobre Platão metáfora do Sol , Aristóteles sugere que a rotação da esfera de estrelas fixas inspirado no Motor principal , motiva, por sua vez, a mudança, os ecossistemas terrestres, através do dom Cuidado astronômicos medições e física (como o pêndulo de Foucault ) são necessários para provar a Terra gira sobre seu eixo.

Um termo para "universo" na Grécia antiga era τὸ πᾶν (para se deslocar, The All , Pan (Mitologia) ). Termos relacionados foram a matéria, ( τὸ ὅλον , tó Olon, ver também Hyle , de Madeira. aceso) e local ( τὸ κενόν , tó Kenon). [ 11 ] [ 12 ] Outros sinônimos para o universo entre os antigos filósofos gregos incluíram κόσμος ( cosmos ) e φύσις (que significa Natureza , da qual deriva a palavra física ). [ 13 ] O mesmo sinônimos são encontrados em autores latinos ( totum , mundus , natura ) [ 14 ] e sobreviver em línguas modernas, por exemplo, as palavras em alemão Das Todos , Weltall , e Natur de universo. Os sinônimos são encontrados mesmo em Inglês, como tudo (como na teoria de tudo ), o cosmos (como na cosmologia ), o mundo (como na hipótese de muitos mundos ) e Natureza (como em leis naturais ou filosofia natural ). [ 15 ]

Definição mais ampla: realidade e probabilidade

Veja também: Essence Energies_distinction-Distinção entre # criado e incriado

A definição mais ampla do universo pode ser encontrado em De divisione naturae pela medieval Filósofo e teólogo Johannes Scotus Erígena , que definiu como simplesmente tudo: tudo que é criado e tudo o que não é criado. Na formulação caminho integrante de Richard Feynman , [ 16 ] a amplitudes de probabilidade para os vários resultados de um experimento dado um Estado perfeitamente definido inicial do sistema são determinados somando mais de todas as histórias possíveis (caminhos) pelo qual o sistema poderia progredir a partir da inicial ao estado final.

Definição quanto a realidade

Veja também: Realidade  e Física

Mais habitualmente, o universo é definido como tudo o que existe, (existia, e continuará a existir) [ carece de fontes ] . De acordo com a nossa compreensão atual, o universo consiste em três princípios: o espaço-Tempo , as formas de energia , incluindo impulso e matéria , e as leis físicas que se relacionam com eles.

Definição conectado como espaço-tempo

Veja também: teoria Inflação Caótica

É possível conceber desconectado espaços-tempos , cada um. existentes, mas incapaz de interagir uns com os outros Uma metáfora facilmente visualizado é um Grupo de separar bolhas de sabão , em que os observadores que vivem em uma Bolha de sabão não pode interagir com os outros em bolhas de sabão, mesmo em princípio. De acordo com uma terminologia comum, cada uma "bolha de sabão" do espaço-tempo é indicado como um universo, enquanto o nosso especial do espaço-tempo é denotado como o universo , assim como nós chamamos a nossa Lua a lua . A coleção inteira dos espaços-tempos distintos é denotada como o multiverso . [ 17 ] Em princípio, a outros universos desconexos podem ter diferentes dimensionalidades e topologias de espaço-tempo , diferentes formas de matéria e energia , e diferentes leis físicas e constantes físicas , embora tais possibilidades estão

Definição como realidade observável

Veja também: Universo observável  e Cosmologia Observacional

De acordo com uma definição ainda mais restritiva, o universo é tudo dentro do nosso conectado espaço-tempo que poderia ter a chance de interagir com a gente e vice-versa. [ carece de fontes? ] De acordo com a teoria da relatividade geral , algumas regiões do espaço pode nunca interagem com o nosso, mesmo na Vida do universo, devido à finita velocidade da luz e da contínua expansão do espaço . Por exemplo, Mensagens de rádio enviadas da Terra pode nunca chegar a algumas regiões do espaço, mesmo que o universo viveria para sempre; o espaço pode expandir mais rápido que a luz pode atravessá-lo. Vale ressaltar que essas regiões distantes do espaço são levados para existir e ser parte da realidade, tanto quanto nós somos, ainda que nunca podemos interagir com eles. A região espacial dentro do qual podemos afetar e ser afetado é denotado como o universo observável . Estritamente falando, o universo observável depende da localização do observador. Ao viajar, um observador pode entrar em contato com uma grande região do espaço-tempo do que um observador que permanece imóvel, para que o universo observável para o primeiro é maior do que para o último. No entanto, até o viajante mais rápido não será capaz de interagir com todo o espaço. Normalmente, o universo observável, entende-se o universo observável a partir de nosso ponto de vista da Via Láctea.

Tamanho, idade, conteúdo, estrutura e leis

Ver artigo principal: Universo observável , idade do universo , em grande escala estrutura do universo , e abundância dos elementos químicos

O universo é imensamente grande e possivelmente infinito em volume. A região visível da Terra (o universo observável ) é uma esfera com um raio de cerca de 46.000 milhões de anos-luz , [ 18 ] com base em onde as expansão do espaço tem levado os objetos mais distantes observados. Para efeito de comparação, o diâmetro de uma típica galáxia é apenas 30.000 anos-luz, ea distância típica entre duas galáxias vizinhas é apenas 3 milhões de anos-luz . [ 19 ] Como exemplo, a nossa Via Láctea Galaxy é de aproximadamente 100.000 anos-luz de diâmetro , [ 20 ] e nossa galáxia mais próxima irmã, a Galáxia de Andrômeda , está localizado cerca de 2,5 milhões de anos luz de distância. [ 21 ] Há provavelmente mais de 100 bilhões (10 11 ) galáxias no universo observável. [ 22 ] galáxias típicas variam de anãs com apenas 10 milhões [ 23 ] (10 7 ) estrelas gigantes com até um trilhão [ 24 ] (10 12 ) estrelas, todas orbitando o centro da galáxia de massa. Um estudo de 2010 pelos astrônomos estimaram que o universo observável contém 300 sextilhões (3 × 10 23 ) estrelas. [ 25 ]

O universo é acreditado para ser maioritariamente composto por energia escura e matéria escura , ambos os quais são pouco compreendidos no momento. Menos de 5% do universo é matéria comum, uma contribuição relativamente pequena.

A matéria observável é espalhado de forma homogênea ( uniforme ) em todo o universo, quando a média em distâncias superiores a 300 milhões de anos-luz. [ 26 ] No entanto, em menores escalas de comprimento, a matéria é observado para formar "blocos", ou seja, a se agrupar hierarquicamente , muitos Átomos são condensados ​​em estrelas , a maioria das estrelas em galáxias, a maioria das galáxias em aglomerados, superaglomerados e, finalmente, a estrutura de maior escala como a Grande Muralha de galáxias . A matéria observável do Universo é também espalhar isotrópica , o que significa que nenhuma direcção de observação parece diferente de qualquer outro;. cada região do céu tem mais ou menos o mesmo conteúdo [ 27 ] O universo também é banhado por um altamente isotrópica microondas de radiação que corresponde a um equilíbrio térmico espectro de corpo negro de cerca de 2,725- kelvins . [ 28 ] A hipótese de que o universo em grande escala é homogêneo e isotrópico é conhecido como o princípio cosmológico , [ 29 ] , que é apoiada por observações astronômicas .

O Presente conjunto de densidade do universo é muito baixa, cerca de 9,9 × 10 -30 gramas por centímetro cúbico. Esta massa-energia parece consistir em 73% de energia escura , 23% de matéria escura fria e 4% de matéria ordinária . Assim, a densidade de átomos é da ordem de um único átomo de hidrogênio para cada quatro metros cúbicos de volume. [ 30 ] As propriedades da energia escura ea matéria escura são em grande parte desconhecido. Matéria escura gravita como a matéria comum, e, portanto, trabalha para diminuir a expansão do universo , por outro lado, a energia escura acelera sua expansão .

A estimativa mais precisa da idade do universo é é 13,73 ± 0,12 bilhões de anos, baseado em observações da radiação cósmica de fundo em microondas . [ 31 ] Estimativas independentes (com base nas medições, como a datação radioativa ) concorda, embora sejam menos precisas, variando de 11-20000000000 years [ link morto ] [ 32 ] para 13-15000000000 anos. [ 33 ] O universo não tem sido a mesma em todos os momentos de sua história, por exemplo, as populações relativas de quasares e galáxias mudaram e espaço parece ter-se expandido . Esta expansão representa como a Terra-bound os cientistas podem observar a luz de uma galáxia 30.000 milhões anos-luz de distância, mesmo que a luz viajou para apenas 13 bilhões de anos; o próprio espaço entre elas tem se expandido. Essa expansão é consistente com a observação de que a luz de galáxias distantes tem sido desviada para o vermelho , a fótons emitidos foram esticados para mais comprimentos de onda e menor freqüência durante a viagem. A taxa dessa expansão espacial é acelerar , com base em estudos de supernovas Tipo Ia e corroborada por outros dados.

A fração relativa de diferentes elementos químicos  - especialmente os mais leves, como átomos de hidrogênio , deutério e hélio  -. parece ser idêntica em todo o universo e toda a sua história observável [ 34 ] O universo parece ter muito mais matéria do que antimatéria , uma assimetria, possivelmente, relacionadas com as observações de violação de CP . [ 35 ] O universo parece não ter net carga elétrica e, portanto, a gravidade parece ser a interação dominante em escalas de comprimento cosmológica. O universo também parece ter net nem ímpeto , nem momento angular . A ausência de carga líquida e momento se seguiria aceita leis físicas ( lei de Gauss ea divergência não do pseudotensor stress-energia-momentum , respectivamente), se o universo fosse finito. [ 36 ]

A partículas elementares a partir do qual o universo é construído. Seis léptons e seis quarks compõem a maior parte do assunto , por exemplo, os prótons e nêutrons dos núcleos atômicos são compostos de quarks, e os onipresentes elétron é um lépton. Estas partículas interagem por meio da bósons mostrado na linha do meio, cada um correspondendo a um tipo particular de simetria de calibre . O bóson de Higgs (ainda não observada) é acreditado para conferir a massa sobre as partículas com o qual ele está conectado. O gráviton , um bóson gauge suposto para a gravidade , não é mostrado.

O universo parece ter um bom continuum espaço-tempo que consiste em três espaciais dimensões e um (temporal do tempo de dimensão). Em média, o espaço é observado a ser quase plana (próximo de zero curvatura ), o que significa que a geometria euclidiana é verdadeira experimentalmente com alta precisão durante a maior parte do Universo. [ 37 ] Spacetime também parece ter uma simplesmente conexa topologia , pelo menos na escala de comprimento do universo observável. No entanto, observações, não podemos excluir a possibilidade de que o universo tem mais dimensões e que seu espaço-tempo pode ter uma topologia multiplamente conectada global, em analogia com o cilíndrico ou toroidal de topologias bidimensionais espaços . [ 38 ]

O universo parece se comportar de forma que regularmente segue um conjunto de leis físicas e constantes físicas . [ 39 ] De acordo com o vigente modelo padrão da física, toda a matéria é composta de três gerações de leptons e quarks , os quais são férmions . Essas partículas elementares interagem através de no máximo três interações fundamentais : a eletrofraca interação que inclui o eletromagnetismo ea força nuclear fraca , a força nuclear forte descrito por cromodinâmica quântica e gravidade , o que é melhor descrito no presente pela relatividade geral . As duas primeiras interações podem ser descritos por renormalized teoria quântica de campos , e são mediadas por bósons mediadores que correspondem a um tipo particular de simetria de calibre . A teoria do campo quântico renormalized da relatividade geral ainda não foi alcançado, apesar de várias formas de a teoria das cordas parecem promissores. A teoria da relatividade especial é acreditado para realizar todo o universo, desde que as escalas de comprimento espaciais e temporais são suficientemente curto, caso contrário, a teoria mais geral da relatividade geral deve ser aplicada. Não há explicação para os valores particulares que constantes físicas parecem ter todo o nosso universo, como a constante de Planck h ou a constante gravitacional G . Várias leis de conservação foram identificados, tais como a conservação de carga , força , momento angular e energia , em muitos casos, essas leis de conservação podem ser relacionados com simetrias ou identidades matemáticas .

A sintonia fina

Ver artigo principal: Afinado Universo

Parece que muitas das propriedades do universo têm valores especiais no sentido de que um universo onde estas propriedades diferem apenas ligeiramente não seria capaz de sustentar vida inteligente. [ 40 ] [ 41 ] Nem todos os cientistas concordam que esta sintonia fina existe . [ 42 ] [ 43 ] Em particular, não se sabe em que condições de vida inteligente poderia formar e qual a forma ou a forma que iria tomar. Uma observação relevante nessa discussão é que para um observador de existir para observar o ajuste fino, o universo deve ser capaz de suportar vida inteligente. Como tal, a probabilidade condicional de observar um universo que é aperfeiçoá-lo para suportar a vida inteligente é 1. Esta observação é conhecido como o princípio antrópico e é particularmente relevante se a criação do universo foi probabilística ou se múltiplos universos com uma variedade de propriedades existem (veja abaixo ).

Histórico modelos

Veja também: Cosmologia  e Cronologia da cosmologia

Muitos modelos do cosmo (cosmologia) e sua origem (cosmogonias) têm sido propostas, com base nos dados então disponíveis e concepções do universo. Historicamente, cosmologias e cosmogonias foram baseados em narrativas de deuses agindo de várias maneiras. Teorias de um universo impessoal regido pelas leis da física foram propostos pelos gregos e indianos. Ao longo dos séculos, as melhorias em observações astronômicas e as teorias do movimento e da gravitação levou a descrições cada vez mais precisas do universo. A era moderna da cosmologia começou com Albert Einstein 1915 teoria geral da relatividade , o que tornou possível prever quantitativamente A Origem, evolução e conclusão do universo como um todo. Mais moderno, teorias aceitas da cosmologia são baseados em relatividade geral e, mais especificamente, o previsto Big Bang , no entanto, medidas ainda mais cuidadosa são necessários para determinar qual teoria está correta.

Criação

universo

Ver artigo principal: mito Criação e divindade Criador

Muitas culturas têm histórias sobre a origem do mundo , o que pode ser mais ou menos agrupados em tipos comuns. Em um tipo de história, o mundo nasce de um ovo do mundo ; tais histórias incluem o finlandês poema épico Kalevala , o chinês história de Pangu ou o indiano Brahmanda Purana . Em notícias relacionadas, a idéia de criação é causada por uma única entidade que emana ou produzir algo por ele ou ela mesma, como no budismo tibetano conceito de Adi-Buda , o grego antigo história de Gaia (Mãe Terra), o Aztec deusa Coatlicue mito , o egípcio antigo Deus Atum história, ou a narrativa da criação do Gênesis . Em outro tipo de história, o mundo é criado a partir da união de divindades masculinas e femininas, como na história Maori de Rangi e Papa . Em outras histórias, o universo é criado por crafting-lo de materiais pré-existentes, como o cadáver de um deus morto - a partir de Tiamat na Babilônia épico Enuma Elish ou do gigante Ymir na mitologia nórdica  - ou a partir de materiais caótico, como em Izanagi e Izanami na mitologia Japonesa . Em outras histórias, o universo emana de princípios fundamentais, tais como Brahman e Prakrti , ou o yin eo yang do Tao .

Modelos Philosophical

Mais informações: Cosmologia

Veja também: filosofia pré-socrática , Física (Aristóteles) , cosmologia hindu , islâmica cosmologia , e Tempo

A partir do sexto Século aC, os filósofos pré-socráticos gregos desenvolveram a primeira conhecida modelos filosóficos do universo. Os primeiros filósofos gregos observaram que as aparências enganam, e procurou entender a realidade subjacente por trás das aparências. Em particular, eles notaram a capacidade da matéria para mudar as formas (por exemplo, Gelo para a Água em vapor) e vários filósofos propuseram que todos os materiais aparentemente diferentes do mundo são formas diferentes de uma única matéria primordial, ou arche . O primeiro a fazê-lo foi Thales , que propôs este material é água . Estudante Thales, Anaximandro , propôs que tudo veio do ilimitadas apeiron . Anaxímenes proposta Air por causa de sua percepção qualidades atrativas e repulsivas que causam a arche de condensar ou dissociar-se em diferentes formas. Anaxágoras , propôs o princípio da Nous (Mente). Heráclito propôs fogo (e falou de logos ). Empédocles propôs a elementos: terra, ar, vento e fogo. Sua teoria dos quatro elementos se tornou muito popular. Como Pitágoras , Platão acreditava que todas as coisas eram compostos de número , com elementos do Empédocles "tomando a forma do sólidos platônicos . Demócrito, filósofos e, mais Tarde, mais notavelmente Leucippus -proposta de que o universo era composto de indivisíveis átomos movendo-se através vazio ( vácuo ). Aristóteles não acreditava que era viável porque o ar, como a água, oferece resistência ao movimento . Air irá imediatamente correr para preencher um vazio e, além disso, sem resistência, seria fazê-lo indefinidamente rápido.

Embora Heráclito defendeu mudança eterna, seu quase-contemporâneo Parmênides fez a sugestão radical de que toda mudança é uma ilusão, que a verdadeira realidade subjacente é eternamente imutável e de uma única natureza. Parmênides denotado esta realidade como τὸ ἐν (The One). Teoria Parmênides parecia implausível muitos gregos, mas seu Aluno Zenão de Eléia desafiou-os com vários famosos paradoxos . Aristóteles respondeu a estes paradoxos, desenvolvendo a noção de um potencial infinito contável, bem como o contínuo infinitamente divisível. Ao contrário dos ciclos eternos e imutáveis ​​do tempo, ele acreditava que o mundo era limitado pelas esferas celestes, e, portanto, magnitude era apenas um número finito multiplicativo.

O filósofo indiano Kanada , fundador da Vaisheshika escola, desenvolveu uma teoria de atomismo e propôs que a luz eo calor foram variedades da mesma substância. [ 44 ] No século 5, o budista atomista filósofo Dignaga proposta átomos de ser ponto de tamanho , sem duração, e feitos de energia. Eles negaram a existência da matéria substancial e propostas que o movimento consistiu em flashes momentâneos de um fluxo de energia. [ 45 ]

A teoria da finitismo temporais foi inspirada pela doutrina da Criação, comum às três religiões abraâmicas : Judaísmo , Cristianismo e Islã . O filósofo cristão , João Filopono , apresentou os argumentos filosóficos contra a antiga noção grega de um passado infinito eo futuro. Filopono argumentos "contra um passado infinito foram usados ​​pelo filósofo muçulmano no início , Al-Kindi (Alkindus), o filósofo judeu , Saadia Gaon (Saadia ben Joseph), eo teólogo muçulmano , Al-Ghazali (Algazel). Empréstimo de Aristóteles Física e Metafísica , empregaram dois argumentos lógicos contra um passado infinito, sendo o primeiro o "argumento da impossibilidade da existência de um infinito real", que afirma: [ 46 ]

"Um infinito real não pode existir."

"Um regresso temporal infinito de eventos é um infinito real."

" Um regresso temporal infinito de eventos não pode existir. "

O segundo argumento, o "argumento da impossibilidade de completar um infinito real por adição sucessiva", afirma: [ 46 ]

"Um infinito real não pode ser completado por adição sucessiva."

"A série temporal de eventos passados ​​foi completado por adição sucessiva."

" A série temporal de eventos passados ​​não pode ser um infinito real. "

Ambos os argumentos foram adotadas por filósofos cristãos e teólogos, eo segundo argumento em particular tornou-se mais Famosa depois que ele foi adotado por Immanuel Kant em sua tese da primeira antinomia sobre o tempo . [ 46 ]

[ editar ] modelos Astronomical

Ver artigo principal: História da astronomia

Modelos astronômicos do universo foram propostas logo após a astronomia começou com a astrônomos babilônios , que viam o universo como um disco plano flutuando no Oceano, e esta constitui a premissa para o início de mapas como os de grego Anaximandro e Hecateu de Mileto .

Mais tarde grega filósofos, observando os movimentos dos corpos celestes, estavam preocupados com o desenvolvimento de modelos do universo baseia-se mais profundamente em evidências empíricas. O primeiro modelo coerente foi proposta por Eudoxo de Cnido . De acordo com a interpretação física de Aristóteles do modelo, esferas celestes eternamente girar com movimento uniforme em torno de uma Terra estacionária. Normais importa , é inteiramente contida dentro da esfera terrestre. Este modelo também foi refinado por Calipo e depois de esferas concêntricas foram abandonadas, foi trazido para acordo quase perfeito com observações astronômicas por Ptolomeu . O sucesso de tal modelo é em grande parte devido ao fato de que qualquer função Matemática (como a posição de um Planeta) pode ser decomposto em um conjunto de funções circular (a modos de Fourier ). Outros cientistas gregos, como o Pitágoras filósofo Filolau postulou que no centro do universo foi um "fogo central" em torno do qual a Terra , dom , Lua e planetas giravam em movimento circular uniforme. [ 47 ] O astrônomo grego Aristarco de Samos foi o primeiro Indivíduo conhecido por propor um heliocêntrica modelo do universo. . Embora o texto original foi perdido, uma referência no Arquimedes livro O Reckoner Areia descreve Aristarco "teoria heliocêntrica Arquimedes escreveu: (traduzida em Inglês)

Você Rei Gelon estão cientes do 'universo' é o nome dado pela maioria dos astrônomos à esfera cujo centro é o centro da Terra, enquanto seu raio é igual à linha reta entre o centro do Sol e do centro da terra. Esta é a conta comum, como você tem ouvido dos astrónomos. Mas Aristarco trouxe um livro consistindo de certas hipóteses, em que ele aparece, como conseqüência das suposições feitas, que o universo é muitas vezes maior do que o 'universo' que acabamos de mencionar. Suas hipóteses são que as estrelas fixas eo Sol permanecem imóveis, que a Terra gira em torno do Sol sobre a circunferência de um círculo, o Sol deitado no meio da órbita, e que a esfera das estrelas fixas, situada sobre o mesmo centro como o Sol, é tão grande que o círculo em que ele supõe que a Terra gira suporta uma proporção com a distância das estrelas fixas como o centro da esfera tem a sua superfície.

Aristarco, portanto, acreditava que as estrelas ser muito longe, e viu isso como a Razão pela qual não havia nenhuma paralaxe visível, isto é, um movimento observado das estrelas em relação ao outro como a Terra se move em torno do sol. As estrelas estão de fato muito mais longe do que a distância que foi geralmente assumido nos tempos antigos, razão pela qual paralaxe estelar só é detectável com telescópios. O modelo geocêntrico, compatível com paralaxe planetária, foi assumida como uma explicação para a unobservability do fenômeno paralelo, paralaxe estelar. A rejeição da visão heliocêntrica foi aparentemente muito forte, como a seguinte passagem de Plutarco sugere (na Face aparente na Orb of the Moon):

Cleantes [um contemporâneo de Aristarco e cabeça dos estóicos] pensei que era o dever dos gregos para indiciar Aristarco de Samos sob a acusação de impiedade para colocar em movimento o Hearth do universo [ie a terra],. . . supondo que o céu permaneça em repouso e que a terra gira em um círculo oblíquo, enquanto ele gira, ao mesmo tempo, sobre seu próprio eixo. [1]

O único outro astrônomo da antiguidade conhecida pelo nome que apoiaram modelo heliocêntrico de Aristarco foi Seleuco de Selêucia , um helenizados Babylonian astrônomo que viveu um século depois de Aristarco. [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] De acordo com Plutarco , Seleuco foi o primeiro a provar o sistema heliocêntrico através de raciocínio , mas não se sabe quais os argumentos que ele usou. Seleuco argumentos "para uma teoria heliocêntrica foram provavelmente relacionadas com o fenômeno da Maré . [ 51 ] De acordo com Estrabão (1.1.9), Seleuco foi o primeiro a afirmar que a marés são devido à atração da Lua, e que a altura das marés depende da posição em relação ao Sol da Lua. [ 52 ] Alternativamente, ele pode ter provado a teoria heliocêntrica, determinando as constantes de um geométricas modelo para a teoria heliocêntrica e desenvolvendo métodos para calcular as posições planetárias usando este modelo, como o que Nicolau Copérnico fez mais tarde no século 16. [ 53 ] Durante a Idade Média , os modelos heliocêntrico também podem ter sido proposto pelo astrônomo indiano , Aryabhata , [ 54 ] e pelos astrônomos persas , Albumasar [ 55 ] e Al-Sijzi . [ 56 ]

 

Modelo do universo de Copérnico por Thomas Digges em 1576, com a alteração que as estrelas já não estão confinados a uma esfera, mas espalhar uniformemente em todo o espaço ao redor do planeta .

O modelo aristotélico foi aceite no mundo ocidental por cerca de dois milênios, até que Copérnico reviveu Aristarco teoria de que os dados astronômicos pode ser explicado de maneira mais plausível se a Terra roda em torno de seu eixo e se o dom foram colocados no centro do universo.

"              No centro repousa o sol. Para quem colocaria essa lâmpada de um templo muito bonito no lugar do outro, ou melhor do que este wherefrom ela pode iluminar tudo ao mesmo tempo?      "

-Nicolau Copérnico, no capítulo 10, Livro 1 de De Revolutionibus Orbium Coelestrum (1543)

Como observado por Copérnico, a sugestão de que a Terra gira era muito antigo, que remonta pelo menos até Filolau (c. 450 aC), Heraclides Pôntico (c. 350 aC) e do Ecphantus Pitágoras . Cerca de um século antes de Copérnico, Christian estudioso Nicolau de Cusa também propôs que a Terra gira sobre seu eixo em seu livro, na ignorância Learned (1440). [ 57 ] Aryabhata (476-550), Brahmagupta (598-668), Albumasar e Al-Sijzi , também propôs que a Terra gira sobre seu eixo. [ carece de fontes? ] A primeira evidência empírica para a rotação da Terra sobre seu eixo, usando o fenômeno de cometas , foi dada por Tusi (1201-1274) e Qushji Ali (1403 -1474). [ carece de fontes? ]

 

 

Johannes Kepler publicou os Quadros Rudolphine contendo um catálogo de estrelas e tabelas planetárias usando Tycho Brahe medições 's.

Esta cosmologia foi aceito por Isaac Newton , Christiaan Huygens e os cientistas depois. [ 58 ] Edmund Halley (1720) [ 59 ] e Jean-Philippe de Cheseaux (1744) [ 60 ] observou de forma independente que a suposição de um espaço infinito preenchido uniformemente com estrelas levaria à previsão de que o céu noturno seria tão brilhante quanto o próprio sol, o que ficou conhecido como paradoxo de Olbers " . no século 19 [ 61 ] Newton acreditava que um espaço infinito uniformemente preenchido com a matéria causaria forças infinitas e instabilidades causando o assunto ao ser esmagado dentro sob sua própria gravidade. [ 58 ] Essa instabilidade foi esclarecido em 1902 pela instabilidade Jeans critério. [ 62 ] Uma solução para esses paradoxos é o universo Charlier , em que o assunto é organizado hierarquicamente (sistemas de órbita corpos que são eles mesmos que orbitam em um sistema maior, ad infinitum ) em um fractal tal maneira que o universo tem uma densidade desprezível global; tal modelo cosmológico também havia sido proposto anteriormente em 1761 por Johann Heinrich Lambert . [ 63 ] A astronômicos significativos avanço do século 18 foi a realização, por Thomas Wright , Immanuel Kant e outros de nebulosas . [ 64 ]

A era moderna de cosmologia física começou em 1917, quando Albert Einstein aplicada pela primeira vez sua teoria da relatividade geral para modelar a estrutura ea dinâmica do universo. [ 65 ]

Os modelos teóricos

 

De alta precisão teste da relatividade geral pela Cassini sonda espacial (impressão de Artista): rádio sinais enviados entre a Terra ea sonda (onda Verde) são adiada pela curvatura do espaço e do tempo (linhas azuis), devido ao dom de massa 's .

Das quatro interações fundamentais , a gravitação é dominante em escalas de comprimento cosmológico, isto é, as outras três forças são acreditados para jogar um papel insignificante na determinação das estruturas ao nível dos planetas, estrelas, galáxias e estruturas em larga escala. Uma vez que toda a matéria e gravitam energia, os efeitos da gravidade são cumulativos; pelo contrário, os efeitos de cargas positivas e negativas tendem a anular um ao outro, fazendo com que o eletromagnetismo relativamente insignificante em escalas de comprimento cosmológica. Os restantes dois interações, a fraca e as forças nucleares fortes , declínio muito rapidamente com a distância, seus efeitos se limitam principalmente a escalas sub-atômicas comprimento.

Teoria Geral da Relatividade

Artigos principais: Introdução à relatividade geral , a relatividade geral , e as equações de campo de Einstein

Dada a gravidade da predominância na formação de estruturas cosmológicas, previsões precisas do passado do universo e do futuro requerem uma teoria exata da gravitação. A melhor teoria disponível é Albert Einstein a teoria da relatividade geral, que passou todos os testes experimentais até então. No entanto, desde experimentos rigorosos não foram realizadas em escalas de comprimento cosmológica, a relatividade geral poderia concebivelmente ser imprecisa. No entanto, suas previsões cosmológica parece ser consistente com as observações, então não há razão para adotar uma outra teoria.

A relatividade geral prevê um conjunto de dez não-linear de equações diferenciais parciais para a métrica do espaço-tempo ( equações de campo de Einstein ) que devem ser resolvidos a partir da distribuição de massa-energia e impulso em todo o universo. Uma vez que estes são desconhecidos em detalhes exatos, modelos cosmológicos ter sido baseado no princípio cosmológico , que afirma que o universo é homogêneo e isotrópico. Com efeito, este princípio afirma que os efeitos gravitacionais das galáxias diferentes que compõem o universo são equivalentes aos de uma multa de pó distribuído uniformemente em todo o universo com a mesma densidade média. A suposição de um pó uniforme torna mais fácil para resolver as equações de campo de Einstein e prever o passado eo futuro do universo em escalas de tempo cosmológico.

Equações de campo de Einstein incluem uma constante cosmológica ( Λ ), [ 65 ] [ 66 ] que corresponde a uma densidade de energia do espaço vazio. [ 67 ] Dependendo do seu sinal, a constante cosmológica pode lenta (negativo Λ ) ou acelerar (positivo Λ ) a expansão do universo . Embora muitos cientistas, incluindo Einstein, tinham especulado que Λ foi zero, [ 68 ] recentes observações astronômicas de supernovas do tipo Ia ter detectado uma grande quantidade de " energia escura "que está acelerando a expansão do Universo. [ 69 ] Estudos preliminares sugerem que esta escuro energia corresponde a uma positiva Λ , embora teorias alternativas não pode ser descartada ainda. [ 70 ] russo físico Zel'dovich sugeriu que Λ é uma medida da energia do ponto zero associada a partículas virtuais da teoria quântica de campos , um penetrante energia do vácuo que existe em toda parte, mesmo no espaço vazio. [ 71 ] Evidências de energia do ponto zero como é observado no efeito Casimir .

Relatividade especial e espaço-tempo

Artigos principais: Introdução à relatividade especial e relatividade especial

Apenas o seu comprimento L é intrínseca à haste (mostrado em Preto); coordenar as diferenças entre suas extremidades (como AX, Δy ou Δξ, Δη) dependem de sua estrutura de referência (representado em Azul e vermelho, respectivamente).

O universo tem pelo menos três espaciais e uma (temporal do tempo de dimensão). Por muito tempo pensou que as dimensões espaciais e temporais foram de natureza diferente e independente uma da outra. No entanto, de acordo com a teoria da relatividade especial , as separações espaciais e temporais são intercambiáveis ​​(dentro de certos limites), alterando o movimento próprio.

Para entender esta interconversão, é útil considerar a interconversão análoga de separações espaciais ao longo das três dimensões espaciais. Considere as duas extremidades de uma haste de comprimento L . O comprimento pode ser determinado a partir das diferenças nas três coordenadas AX, Δy e Δz dos dois pontos em um dado referencial

L 2 = Δ x 2 + Δ y 2 + Δ z 2

usando o teorema de Pitágoras . Em um referencial rodado, as diferenças de coordenadas diferentes, mas eles dão o mesmo comprimento

L 2 = Δξ 2 + Δη 2 + Δζ 2 .

Assim, as diferenças de coordenadas (AX, Δy, Δz) e (Δξ, Δη, Δζ) não são intrínsecos à vara, mas meramente refletem o quadro de referência usado para descrevê-lo; por outro lado, o comprimento L é uma propriedade intrínseca da rod. As diferenças de coordenadas pode ser alterado sem afetar a vara, girando um de quadro de referência.

A analogia no espaço-tempo é chamado o intervalo entre dois eventos, um evento é definido como um ponto no espaço-tempo, uma posição específica no espaço e um momento específico no tempo. O intervalo de espaço-tempo entre dois eventos é dado por

 

onde c é a velocidade da luz. De acordo com a relatividade especial , pode-se mudar uma separação espacial e temporal ( L 1 , Δ t 1 ) em outra ( L 2 , Δ t 2 ) alterando um quadro de referência, desde que a mudança mantém o intervalo de espaço-tempo s . Tal mudança no quadro de referência corresponde à mudança de movimento é uma, em um quadro em movimento, comprimentos e horários são diferentes de suas contrapartes em um referencial estacionário. A forma precisa em que as diferenças de coordenadas e tempo de mudar com o movimento é descrito pela transformação de Lorentz .

Resolvendo equações de Einstein campo

Veja também: Big Bang  e destino final do universo

Animação ilustrando a expansão métrica do universo

As distâncias entre as galáxias girando aumentar com o tempo, mas as distâncias entre as estrelas em cada galáxia permanecer praticamente o mesmo, devido a suas interações gravitacionais. Esta animação ilustra um universo Friedmann fechado com zero constante cosmológica Λ; um universo tão oscila entre um Big Bang e Big Crunch .

Em não-cartesianas (non-square) ou sistemas de coordenadas curvas, o teorema de Pitágoras prende somente em escalas de comprimento infinitesimal e deve ser aumentada com um mais geral tensor métrico g μν , que pode variar de lugar para lugar e que descreve a geometria local em o sistema de coordenadas particular. No entanto, assumindo que o princípio cosmológico que o universo é homogêneo e isotrópico em toda parte, cada ponto no espaço é como todos os outros pontos, daí, o tensor métrico deve ser o mesmo em toda parte. Que leva a uma única forma para o tensor métrico, chamado de métrica de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker

 

onde ( r , θ φ), correspondem a um sistema de coordenadas esféricas . Esta métrica tem apenas dois parâmetros indeterminada: uma escala de comprimento total R que pode variar com o tempo, e um índice de curvatura k , que pode ser apenas 0, 1 ou -1, correspondendo a flat geometria euclidiana , ou espaços de positivo ou negativo curvatura . Na cosmologia, resolvendo para a história do universo é feito calculando R como uma função do tempo, dado k e o valor da constante cosmológica Λ , que é um parâmetro (pequeno) nas equações de campo de Einstein. A equação que descreve como R varia com o tempo é conhecida como a equação de Friedmann , após o seu inventor, Alexander Friedmann . [ 72 ]

As soluções para R (t) dependem de k e Λ , mas algumas características qualitativas de tais soluções são gerais. Primeiro e mais importante, a escala de comprimento R do universo pode permanecer constante apenas se o universo é perfeitamente isotrópico com curvatura positiva ( k = 1) e tem um valor preciso da densidade em toda parte, como observado pela primeira vez por Albert Einstein . No entanto, este equilíbrio é instável e desde que o universo é conhecido por ser heterogênea em escalas menores, R deve mudar, de acordo com a relatividade geral . Quando R mudanças, todas as distâncias espaciais na mudança universo em conjunto, há uma expansão ou contração geral do próprio espaço. Isso explica a observação de que as galáxias parecem estar voando distante, o espaço entre eles é o alongamento. O alongamento do espaço também contas para o aparente paradoxo de que duas galáxias podem ser de 40 bilhões de anos luz de distância, embora iniciado a partir do mesmo ponto de 13,7 bilhões de anos e nunca mudou-se mais rápido que a velocidade da luz .

Em segundo lugar, todas as soluções sugerem que houve uma singularidade gravitacional no passado, quando R tende para zero e matéria e energia se tornou infinitamente denso. Pode parecer que esta conclusão é incerta, pois é com base nos pressupostos questionáveis ​​de perfeita homogeneidade e isotropia (o princípio cosmológico) e que apenas a interação gravitacional é significativa. No entanto, a teoremas Penrose-Hawking singularidade mostram que uma singularidade deve existir para condições muito gerais. Assim, de acordo com as equações de campo de Einstein, R cresceu rapidamente a partir de um inimaginavelmente quente do estado, densa que existia imediatamente após essa singularidade (quando R tinha um valor pequeno, finito), esta é a essência do Big Bang modelo do universo. Um equívoco comum é que o modelo do Big Bang prevê que a matéria ea energia explodiu a partir de um único ponto no espaço e no tempo, isto é falso. Em vez disso, o próprio espaço foi criado no Big Bang e imbuídos de uma quantidade fixa de energia e matéria uniformemente distribuída, como o espaço se expande (ou seja, como R (t) aumenta), a densidade dessa matéria e de energia diminui.

Espaço não tem limites - que é empiricamente mais certo do que qualquer observação externa. No entanto, que não implica que o espaço é infinito ... (traduzido, alemão original)

Bernhard Riemann (Habilitationsvortrag, 1854)

Terceiro, o índice de curvatura k determina o sinal da curvatura média espacial de espaço-tempo , calculados sobre escalas de comprimento maior do que um bilhão de anos-luz . Se k = 1, a curvatura é positiva e que o universo tem um volume finito. Tais universos são freqüentemente visualizada como uma esfera tridimensional S 3 incorporado em um espaço de quatro dimensões . Por outro lado, se k é zero ou negativo, o universo pode ter um volume infinito, dependendo de sua total topologia . Pode parecer contra-intuitivo que um universo infinito e infinitamente denso ainda poderiam ser criadas em um único instante no Big Bang, quando R = 0, mas exatamente o que está previsto matematicamente quando k não é igual a 1. Para comparação, um plano infinito tem curvatura zero, mas área infinita, enquanto um cilindro infinito é finito em uma direção e um toro é finito em ambas. Um universo toroidal poderia se comportar como um universo normal, com condições de contorno periódicas , como visto em "wrap-around" Jogos de vídeo , tais como Asteroids , um viajante de passagem um "limite" do espaço exterior vai para fora, iria reaparecer instantaneamente em outro ponto da fronteira em movimento para dentro .

Modelo predominante da origem e expansão do espaço-tempo e tudo o que ele contém.

O destino final do universo ainda é desconhecido, porque depende criticamente sobre o índice de curvatura k ea constante cosmológica Λ . Se o universo é suficientemente densa, k é igual a 1, o que significa que sua curvatura média é positiva e em todo o universo acabará por recollapse em um Big Crunch , possivelmente iniciando um novo universo em um Big Bounce . Por outro lado, se o universo não é suficientemente densa, k é igual a 0 ou -1 eo universo se expandirá para sempre, se refrescar e, eventualmente, tornar-se inóspito para toda a vida, como a morte e todas as estrelas funde a matéria em buracos negros (o Big Freeze eo calor morte do universo ). Como observado acima, dados recentes sugerem que a velocidade de expansão do Universo não está diminuindo como se esperava inicialmente, mas crescente, se isso continuar por tempo indeterminado, o universo acabará por rasgar-se em pedaços (o Big Rip ). Experimentalmente, o universo tem uma densidade geral de que é muito próximo do valor crítico entre recollapse e expansão eterna; mais cuidadoso observações astronômicas são necessários para resolver a questão.

Big Bang modelo

Ver artigo principal: Big Bang , Timeline do Big Bang , Nucleossíntese e Lambda-CDM modelo

Prevalecente contas Big Bang modelo para muitas das observações experimentais descritos acima, tais como a correlação da distância e redshift de galáxias, a razão universal de hidrogênio: os átomos de hélio, eo onipresente, fundo de radiação isotrópico microondas. Como observado acima, o desvio para o vermelho surge a partir da expansão métrica do espaço , como o próprio espaço se expande, o comprimento de onda de um fóton viajando através do espaço também aumenta, diminuindo a sua energia. Quanto mais tempo um fóton tem viajado, mais a expansão a que foi submetido, portanto, os fótons mais velhos de mais galáxias distantes são os mais vermelho-mudou. Determinar a correlação entre a distância e redshift é um problema importante no experimental física cosmologia .

 

Chefe reações nucleares responsáveis ​​pela abundância relativa de luz núcleos atômicos observados por todo o universo.

Outras observações experimentais pode ser explicada pela combinação da expansão global do espaço com nuclear e física atômica . Como o universo se expande, a densidade de energia da radiação eletromagnética diminui mais rapidamente do que a de matéria , desde que a energia de um fóton diminui com seu comprimento de onda. Assim, embora a densidade de energia do universo é agora dominado pela matéria, era uma vez dominado por radiação; poeticamente falando, tudo era luz . Como o universo se expandiu, a sua densidade de energia diminuiu e tornou-se mais frias, como o fez, a partículas elementares da matéria poderia associar de forma estável em combinações cada vez maiores. Assim, no início da era assunto dominado estável, prótons e nêutrons formados, que, então, associados em núcleos atômicos . Nesta fase, a matéria no universo era principalmente um quente e denso plasma de negativa elétrons , neutros neutrinos e núcleos positivos. reações nucleares entre os núcleos levaram à abundância de presente do núcleos mais leves, principalmente hidrogênio , deutério e hélio . Eventualmente, os elétrons e dos núcleos combinados para formar átomos estáveis, que são transparentes para a maioria dos comprimentos de onda da radiação; neste momento, a radiação dissociada da matéria, formando o fundo, onipresentes isotrópico de radiação de microondas observado hoje.

Outras observações não são respondidas definitivamente pela física conhecida. De acordo com a teoria dominante, um ligeiro desequilíbrio da matéria sobre a antimatéria estava presente na criação do universo, ou se desenvolveu muito pouco tempo depois, possivelmente devido à violação de CP que tem sido observado por físicos de partículas . Embora a matéria e antimatéria aniquilaram principalmente um ao outro, produzindo fótons , um pequeno resíduo de matéria sobreviveu, dando o assunto dominado pelos presentes universo. Diversas linhas de evidência sugerem também que uma rápida inflação cósmica do universo ocorreu muito cedo na sua história (cerca de 10 -35 segundos após a sua criação). Observações recentes também sugerem que a constante cosmológica ( Λ ) não é zero e que a rede de massa-energia de conteúdo do universo é dominado por uma energia escura ea matéria escura que não foram caracterizadas cientificamente. Eles diferem em seus efeitos gravitacionais. Matéria escura gravita como matéria comum faz, e assim retarda a expansão do universo, por outro lado, a energia escura serve para acelerar a expansão do universo.

Teoria do multiverso

Ver artigo principal: Multiverse , interpretação de muitos mundos , teoria do universo da bolha , e universo paralelo (Ficção)

Representação de um multiverso de sete "bolha" universos , que são separados do espaço-tempo continua, cada um com diferentes leis físicas , constantes físicas , e talvez até mesmo números diferentes de dimensões ou topologias .

Algumas teorias especulativas têm proposto que este universo é apenas um de um conjunto de universos desconectado, coletivamente denotado como o multiverso , desafiando ou melhorar definições mais limitada do universo. [ 17 ] [ 73 ] multiverse teorias científicas são distintas a partir de conceitos tais como suplentes planos de Consciência e de realidade simulada , embora a idéia de um universo maior não é nova, por exemplo, o bispo Étienne Tempier de Paris decidiu em 1277 que Deus poderia criar universos, como muitos como ele achasse melhor, uma questão que estava sendo debatido pela teólogos franceses. [ 74 ]

Max Tegmark desenvolveu um quatro partes esquema de classificação para os diferentes tipos de multiversos que os cientistas têm sugerido em vários domínios de problema. Um exemplo dessa teoria é a inflação caótica modelo do início do universo. [ 75 ] Outra é a interpretação de muitos mundos da mecânica quântica. Mundos paralelos são gerados de forma semelhante a superposição quântica e decoerência , com todos os estados da função de onda a ser realizado em mundos separados. Efetivamente, o multiverso evolui como uma função de onda universal . Se o Big Bang que criou o nosso mutliverse criado um conjunto de multiversos, a função de onda do conjunto seria enredado neste sentido.

A categoria menos controverso do multiverso no esquema Tegmark é Nível I , que descreve distantes do espaço-tempo de eventos "em nosso próprio universo". Se o espaço é infinito, ou suficientemente grandes e uniformes, idênticos casos da história da Terra inteira volume de Hubble ocorrem a cada tantas vezes, simplesmente por acaso. Tegmark calculados os nossos mais próximos chamado doppelgänger , é 10 10 115 metros de distância de nós (a dupla função exponencial maior do que um googolplex ). [ 76 ] [ 77 ] Em princípio, seria impossível verificar cientificamente um volume de Hubble idênticos. No entanto, ele, como conseqüência bastante simples de outra forma não relacionada observações e teorias científicas. Tegmark sugere que a análise estatística explorando o princípio antrópico oferece uma oportunidade para testar teorias multiverse em alguns casos. Geralmente, a Ciência se considerar uma teoria do multiverso que postula nem um ponto comum de causalidade, nem a possibilidade de interação entre os universos, a ser uma especulação ideal.

Forma do universo

Ver artigo principal: Forma do universo

A forma ou a geometria do universo inclui tanto a geometria local no universo observável e geometria mundial , que pode ou não ser capaz de medir. Forma pode se referir a curvatura e topologia . Mais formalmente, o assunto na prática, que investiga 3-variedade corresponde à seção espaciais em coordenadas comóvel das quatro dimensões espaço-tempo do universo. Cosmólogos normalmente trabalham com um determinado espaço, como fatia do espaço-tempo chamado de coordenadas comóvel . Em termos de observação, a seção do espaço-tempo que pode ser observado é o para trás cone de luz (pontos dentro do horizonte de luz cósmica , com o tempo para chegar a um dado observador). Se o universo observável é menor do que o universo inteiro (em alguns modelos é muitas ordens de magnitude menor), não se pode determinar a estrutura global por meio de observação: um é limitado a uma pequena mancha.

Entre os Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) modelos, a forma atualmente mais populares do Universo encontrou para ajustar os dados observacionais de acordo com os cosmólogos é o modelo plana infinita, [ 78 ] , enquanto outros modelos FLRW incluem o espaço dodecaédrico Poincaré [ 79 ] [ 80 ] eo chifre Picard . [ 81 ] Os dados se encaixam por estes modelos FLRW de espaço especialmente incluem o Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) mapas da radiação cósmica de fundo. NASA lançou o primeiro WMAP dados de radiação cósmica de fundo em Fevereiro de 2003. Em 2009, o observatório Planck foi lançado para observar o fundo de microondas na resolução mais alta do WMAP, possivelmente, fornecendo mais informações sobre a forma do Universo. Os dados devem ser liberados no final de 2012.

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