Физики рассчитали возможный срок начала конца Вселенной
- Модель группы Генри Тая учитывает космологическую постоянную и гипотетические аксионы, свойства которых пока не подтверждены.
- По приблизительной оценке модели, сжатие может начаться через 11 млрд лет, а Большое сжатие — ещё через 8 млрд лет.
- Гипотеза Большого отскока допускает новый цикл расширения, но полноценной теории для описания экстремального сжатия пока нет.
Вселенная может не расширяться вечно: согласно теоретической модели физиков под руководством Генри Тая из Корнеллского университета, расширение со временем способно смениться сжатием, которое завершится Большим сжатием. Учёные также рассматривают возможность того, что за ним последует новый Большой взрыв, запустивший очередной цикл существования Вселенной.
Согласно современным представлениям, Вселенная возникла около 13,8 млрд лет назад и с тех пор расширяется. В конце 1990-х годов астрономы обнаружили, что это расширение не замедляется под действием гравитации, а ускоряется. Для объяснения эффекта ввели понятие тёмной энергии, на которую, согласно оценке, приходится около 70% содержимого современной Вселенной. Её природа остаётся неизвестной, а в стандартных космологических моделях её влияние обычно описывают космологической постоянной.
Новые наблюдения ставят под вопрос предположение, что тёмная энергия действует одинаково на протяжении всей истории космоса. Обзоры Dark Energy Survey (DES) и Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), составившие трёхмерные карты распределения миллионов галактик, дают признаки возможного изменения её свойств со временем. Команда Тая использовала эти результаты для создания модели, в которой на расширение Вселенной влияют не только космологическая постоянная, но и гипотетические частицы — аксионы. Их существование ещё не подтверждено: предполагается, что они крайне слабо взаимодействуют с обычной материей, поэтому обнаружить их экспериментально трудно.
В модели коллапса космологическая постоянная имеет отрицательное значение и стремится замедлить расширение, а аксионы на ранних этапах истории Вселенной играли более значительную роль. По мере расширения их влияние ослабевает, тогда как притягивающее действие отрицательной космологической постоянной со временем может стать определяющим. Согласно приблизительной оценке, переход к сжатию может начаться примерно через 11 млрд лет, а Большое сжатие произойдёт ещё примерно через 8 млрд лет после этого. Это прогноз конкретной теоретической модели, а не установленная дата конца Вселенной.
Возможное сжатие поднимает следующий вопрос: может ли после него начаться новый цикл расширения? Согласно гипотезе Большого отскока, Вселенная проходит последовательные циклы расширения и сжатия, причём коллапс сменяется новым Большим взрывом. Но для проверки такого сценария физикам необходимо понять, что происходит при экстремальном сжатии, когда одновременно становятся существенными общая теория относительности и квантовая механика. Полноценной теории, объединяющей их в таких условиях, пока что нет.
Дальнейшие наблюдения и проверка модели должны показать, согласуется ли такое объяснение с данными о расширении Вселенной. Однако даже если расчёты позволят оценить её конечную судьбу, то вопрос о том, что происходило до нашего Большого взрыва, останется открытым.
© iXBT
