Eines von mehreren scheinbar unplausiblen Merkmalen der Dunklen Energie ist, dass angenommen wird, dass ihre Dichte über die Zeit konstant ist. Obwohl sich das Universum im Laufe der Zeit ausdehnt, wird die dunkle Energie im Gegensatz zum Rest des Universums nicht verwässert.
Während sich das Universum ausdehnt, scheint aus dem Nichts mehr dunkle Energie zu erscheinen, um die konstante dunkle Energiedichte des Universums aufrechtzuerhalten. Mit der Zeit wird dunkle Energie ein zunehmend dominierender Anteil des beobachtbaren Universums sein - wobei zu berücksichtigen ist, dass sie bereits auf 73% geschätzt wird.
Eine einfache Lösung hierfür ist zu sagen, dass dunkle Energie ein Merkmal ist, das dem Gefüge der Raumzeit innewohnt, so dass mit der Ausdehnung des Universums und der Ausdehnung der Raumzeit die dunkle Energie zunimmt und ihre Dichte konstant bleibt. Und das ist in Ordnung, solange wir dann anerkennen, dass dies nicht der Fall ist Ja wirklich Energie - da unsere ansonsten sehr zuverlässigen drei Gesetze der Thermodynamik es offensichtlich nicht zulassen, dass sich Energie so verhält.
Eine einfache Lösung, um die gleichmäßige Beschleunigung der Expansion des Universums zu erklären, besteht darin, vorzuschlagen, dass dunkle Energie das Merkmal des Unterdrucks aufweist - wobei Unterdruck ein Merkmal der Expansion ist.
Wenn man diese arkane Logik auf die Beobachtung anwendet, deutet die beobachtete scheinbare Ebenheit der Geometrie des Universums darauf hin, dass das Verhältnis von dunklem Energiedruck zu dunkler Energiedichte ungefähr 1 oder korrekter -1 beträgt, da es sich um einen Unterdruck handelt. Diese Beziehung ist als Zustandsgleichung für Dunkle Energie bekannt.
Wenn man darüber spekuliert, was in der Zukunft des Universums passieren könnte, kann man leicht davon ausgehen, dass dunkle Energie genau das ist, was sie ist - und dass dieses Verhältnis von Druck zu Dichte auf unbestimmte Zeit bei -1 gehalten wird, was auch immer das bedeutet.
Aber Kosmologen sind selten glücklich, Dinge einfach dort zu lassen und haben darüber spekuliert, was passieren könnte, wenn die Zustandsgleichung nicht bei -1 bleibt.
Wenn die Dunkle Energiedichte mit der Zeit abnimmt, nimmt die Beschleunigungsrate der universellen Expansion ab und hört möglicherweise auf, wenn das Druck / Dichte-Verhältnis -1/3 erreicht. Wenn andererseits die Dunkle Energiedichte zunimmt und das Druck / Dichte-Verhältnis unter -1 fällt (dh in Richtung -2 oder -3 usw.), erhalten Sie Phantomenergieszenarien. Phantomenergie ist eine dunkle Energie, deren Dichte mit der Zeit zunimmt. Und lassen Sie uns hier innehalten, um uns daran zu erinnern, dass das Phantom (Geist, der geht) eine fiktive Figur ist.
Wie auch immer, wenn sich das Universum ausdehnt und wir zulassen, dass die Phantomenergiedichte zunimmt, nähert es sich möglicherweise innerhalb eines endlichen Zeitraums unendlich und verursacht einen großen Riss, da das Universum unendlich groß wird und alle gebundenen Strukturen bis hinunter zu subatomaren Teilchen sind auseinandergerissen. Bei einem Druck / Dichte-Verhältnis von nur -1,5 könnte sich dieses Szenario in nur 22 Milliarden Jahren entfalten.
Frampton et al. Schlagen ein alternatives Little Rip-Szenario vor, bei dem das Druck / Dichte-Verhältnis über die Zeit variabel ist, so dass gebundene Strukturen immer noch auseinandergerissen werden, das Universum jedoch nicht unendlich groß wird.
Dies könnte ein zyklisches Universumsmodell unterstützen, da es Sie mit Entropieproblemen umgeht. Ein hypothetisches zyklisches Urknall-Ur-Crunch-Universum hat ein Entropieproblem, da freie Energie verloren geht, wenn alles gravitativ gebunden wird - so dass Sie am Ende des Crunch nur ein riesiges Schwarzes Loch haben.
Ein kleiner Riss führt möglicherweise zu einem Neustart der Entropie, da alles getrennt ist und so von Grund auf durch den langen Prozess der erneuten Gravitationsbindung fortschreiten kann, wodurch neue Sterne und Galaxien entstehen.
Jedenfalls Sonntagmorgen - Zeit für einen großen Brunch.
Weiterführende Literatur: Frampton et al. Der kleine Riss.
