该振荡宇宙或周期性的宇宙理论提出，宇宙的膨胀和收缩下去。加利福尼亚理工学院的数学家理查德·托尔曼（Richard Tolman，1881-1948年）提出了一种基于数学的脉动宇宙理论，该理论是在1930年左右提出的。
但是这个想法在托尔曼时代并不是什么新鲜事物，因为古代吠陀的经文早在公元前1500年就已经提出过类似的建议，指出整个宇宙都包含在一个名为Brahmanda的宇宙蛋中。
图1.从哈勃望远镜看到的深宇宙。当前，宇宙正在膨胀，但是根据振荡宇宙理论，它会收缩。资料来源：维基共享资源。
多亏了埃德温·哈勃（Edwin Hubble，1889-1953），事实证明宇宙正在膨胀，据大多数天文学家说，宇宙正在加速发展。
振荡宇宙理论提案
托尔曼提出的是，宇宙的膨胀是由于大爆炸的最初冲动而发生的，并且一旦所述冲动由于引力的作用而停止，它将停止。
的确，俄罗斯宇宙学家亚历山大·弗里德曼（Alexander Friedmann（1888-1925））在1922年就已经在数学上引入了宇宙临界密度的思想，在该密度以下宇宙膨胀而没有引力能够阻止它，而在它之上则保持不变重力阻止膨胀并导致其收缩，直到收缩。
好吧，在他的理论中，托尔曼预测，由于重力制动，宇宙的密度将达到膨胀停止的点，并且收缩阶段（称为大收缩）将开始。
在此阶段，星系将越来越近，形成巨大的，令人难以置信的密集质量，从而导致预计的崩溃。
该理论还假设宇宙没有特定的开始和结束，因为它以百万年的周期交替建立和破坏。
原始物质
大多数宇宙学家都将宇宙大爆炸理论作为宇宙的起源，宇宙大爆炸是由巨大的原始爆炸形成的，它是由某种特殊形式的物质和能量组成的，密度和温度都很高。
从这个巨大的初始原子中出现了我们知道的基本粒子：质子，电子和中子，形式为ylem，这是希腊语，明智的亚里士多德曾用它来指称原始物质，即所有物质的来源。
圆环随着膨胀而逐渐冷却，每次密度都减小。这个过程在宇宙上留下了辐射足迹，现已被发现：微波辐射背景。
基本粒子开始相互结合，并在几分钟内形成我们所知的物质。因此，耶莱姆先后转变为一种物质。环形的想法正是引起脉动的宇宙的原因。
根据脉动的宇宙理论，在进入我们现在的扩张阶段之前，可能存在另一个与当前宇宙相似的宇宙，它们收缩形成了环形。
或者，也许我们是未来将出现的第一个周期性宇宙。
大爆炸，大危机和熵
根据托尔曼的观点，宇宙中的每个振荡序列都以大爆炸开始，大爆炸使我们知道的所有物质都以大爆炸开始，大崩溃以宇宙崩溃的崩溃结束。
在彼此之间的一段时间内，宇宙膨胀直至引力停止。
但是，正如托尔曼本人意识到的那样，问题在于热力学第二定律，该定律指出系统的熵（无序度）永远不会降低。
因此，如果宇宙能够保留其先前的熵，则每个循环都必须比前一个循环更长。通过增加每个周期的长度，宇宙将趋于无限扩展。
另一个结果是，根据该模型，宇宙是有限的，并且在过去的某个遥远点上它必须起源。
为了解决这个问题，托尔曼声称，通过包括相对论热力学，这种限制将消失，从而允许无限期的宇宙收缩和膨胀。
宇宙的进化
图2.密度参数确定宇宙的三种可能的几何形状。资料来源：美国国家航空航天局，通过Wikimedia Commons。
也是伟大的数学家的俄罗斯宇宙学家亚历山大·弗里德曼（Alexander Friedmann）发现了爱因斯坦方程组的三个解。这是相对论中一部分的10个方程，描述了由于物质和引力的存在而引起的时空曲线。
弗里德曼（Friedmann）的三种解决方案产生了三种宇宙模型：一种封闭的，一种开放的和第三种平坦的。这三种解决方案提供的可能性是：
-膨胀的宇宙可以停止膨胀并再次收缩。
-膨胀的宇宙可能达到平衡状态。
-扩展可以继续到无穷大。
大裂口
宇宙的膨胀率和其中存在的物质的数量是在提到的三个问题中识别正确解的关键。
弗里德曼估计，开始提到的临界密度是每立方米正负6个氢原子。请记住，氢和氦是大爆炸之后的木质部的主要产物，也是宇宙中最丰富的元素。
直到现在，科学家们都认为当前宇宙的密度非常低，以至于无法产生引力来减慢膨胀的速度。
因此，我们的宇宙将是一个开放的宇宙，它可能会以“大撕裂”或“大裂口”结尾，在那里物质被分离成永远不会回到一起的亚原子粒子。这将是我们所知道的宇宙的终结。
暗物质是关键
但是您必须考虑暗物质的存在。至少到目前为止，无法直接看到或检测到暗物质。但是它的引力作用确实存在，因为它的存在可以解释许多恒星和系统中的引力变化。
由于据信暗物质占据了宇宙的90％，因此我们的宇宙很可能是封闭的。在这种情况下，重力将能够补偿膨胀，从而将其带入大危机，如前所述。
无论如何，这是一个引人入胜的想法，仍然有很大的猜测空间。将来，暗物质的真实性质（如果存在）可能会被揭示出来。
国际空间站的实验室已经对此进行了实验。同时，在地面上，也正在进行实验以从正常物质中获得暗物质。结果将是理解宇宙真实本质的关键。
参考文献
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