Ученые рассчитали сроки «конца света» по расходу темной энергии
На протяжении многих поколений люди смотрели на звезды и задавались вопросом о конечной судьбе Вселенной. Будет ли она вечно расширяться в холодную пустоту или ее ждет более драматичный конец? Исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv физиками из Корнельского университета, Шанхайского университета Цзяо Тонг и других научных учреждений, предполагает ответ, причем очень конкретный.
Используя данные ряда астрономических исследований, включая программы Dark Energy Survey (DES) и Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), исследователи подсчитали, что нашей Вселенной отведено примерно 33,3 миллиарда земных лет. Поскольку возраст Вселенной в настоящее время составляет 13,8 миллиарда лет, это дает нам примерно 20 миллиардов лет до того, как опустится занавес.
Этот прогноз, мягко говоря, ставит под сомнение теорию о том, что Вселенная будет расширяться вечно. Вместо этого он предполагает, что после достижения максимального расширения примерно через 7 миллиардов лет Вселенная начнет сжиматься, пока все не стянется обратно в единую точку космологической сингулярности.
Ключ к разгадке лежит в понимании темной энергии, таинственной силы, которая составляет около 70% Вселенной и управляет ее расширением. Долгое время считалось, что темная энергия ведет себя как космологическая постоянная, поддерживая постоянное давление, которое бесконечно раздвигает пространство. Однако недавние наблюдения показывают, что она на самом деле может быть динамичной, эволюционирующей во времени и пространстве. Исследователи предлагают модель, в которой используется сверхлегкая частица, называемая аксионом, в сочетании с так называемой отрицательной космологической постоянной.
Представьте себе, что Вселенная похожа на огромную резиновую ленту. Изначально она расширяется — так же как растягивается эта резина. Но в конце концов сила упругости становится сильнее, чем сила растяжения, и все возвращается на круги своя.
Согласно новой модели, Вселенная продолжает расширяться, но постепенно замедляется, пока не достигнет максимального размера, примерно на 69% большего, чем сегодня, 7 миллиардов лет. Затем начинается постепенное сжатие, когда гравитационные силы и отрицательная космологическая постоянная берут верх, что приводит к быстрому коллапсу на конечном этапе.
Важно отметить, что это предсказание содержит значительную неопределенность. Исследователи признают, что их модель имеет большую погрешность из-за ограниченности данных наблюдений. Отрицательная космологическая постоянная, лежащая в основе их прогноза, остается весьма спекулятивной, и альтернативные сценарии, включая вечное расширение, все еще не стоит сбрасывать со счетов.
Что делает это исследование особенно интересным, так это не только сам прогноз, но и то, что вскоре мы, возможно, сможем его проверить. Несколько крупных астрономических проектов, запускаемых в ближайшие годы, позволят провести гораздо более точные измерения поведения темной энергии, что потенциально подтвердит, уточнит или исключит сценарий «Большого схлопывания» полностью, раз и навсегда.
Даже если это подтвердится, отсчет в 20 миллиардов лет вряд ли приведет к немедленному кризису. Сложная жизнь на Земле существует всего около 600 миллионов лет. Двадцать миллиардов лет — это огромный промежуток времени, в течение которого неизбежно погаснет (или взорвется) Солнце, а Млечный Путь столкнется с галактикой Андромеды. В общем, абсолютный космический коллапс начнется еще не скоро, а планета Земля в ее нынешнем виде до него точно не доживет.
Подробнее о капризах темной энергии читайте в недавнем материале Hi-Tech Mail.
