Исследование физика Генри Тая из Корнеллского университета предполагает, что Вселенная может не расширяться вечно. Вместо этого она может в конечном итоге прекратить расширение, начать сжиматься и закончиться «Большим Хлопком» примерно через 20 миллиардов лет.
Исследование, опубликованное в *Journal of Cosmology and Astroparticle Physics*, было проведено Таем, заслуженным профессором физики имени Горация Уайта в Корнеллском университете. Используя последние данные наблюдений крупных обзоров темной энергии, Тай и его коллеги разработали космологическую модель, которая предсказывает, что общая продолжительность жизни Вселенной может составить около 33 миллиардов лет. Поскольку в настоящее время возраст Вселенной оценивается в 13,8 миллиарда лет, модель помещает ее около середины ее существования.
Согласно резюме исследования Корнеллского университета, работа сосредоточена на космологической постоянной — термине, введенном Альбертом Эйнштейном в его теории общей относительности. В современной космологии космологическая постоянная обычно используется для описания простейшей формы темной энергии — неизвестного явления, которое, как считается, вызывает ускоряющееся расширение Вселенной.
«В течение последних 20 лет люди верили, что космологическая постоянная положительна, и Вселенная будет расширяться вечно», — сказал Тай в пресс-релизе Корнеллского университета. «Новые данные, похоже, указывают на то, что космологическая постоянная отрицательна, и что Вселенная закончится Большим Хлопком».
Исследование опирается на данные Dark Energy Survey (DES) и Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) — двух крупных проектов, предназначенных для изучения природы темной энергии. По словам Тая, недавние наблюдения предполагают, что темная энергия может вести себя не совсем как простая космологическая постоянная.
Чтобы объяснить эти наблюдения, Тай и его коллеги предложили модель, включающую чрезвычайно легкую гипотетическую частицу, которая эволюционирует со временем. В их расчетах это приводит к отрицательной космологической постоянной и будущему коллапсу Вселенной. Модель предсказывает, что космическое расширение продолжится примерно еще 11 миллиардов лет, после чего достигнет максимального размера, а затем Вселенная начнет сжиматься и в конечном итоге коллапсирует.
Ученые долго спорили о том, как может закончиться Вселенная. Как объясняется в статье Стивена ДиКерби из Университета штата Мичиган, опубликованной в *The Conversation*, было предложено несколько возможностей. Если темная энергия останется постоянной и положительной, Вселенная может продолжать расширяться бесконечно, постепенно становясь все более холодной, темной и разреженной — в сценарии, который часто называют «тепловой смертью» Вселенной. Другие теоретические возможности включают Большой Разрыв (Big Rip), при котором космическое расширение ускоряется настолько резко, что галактики, звезды и даже атомы разрываются на части, или Большой Хлопок (Big Crunch), при котором расширение обращается вспять, и Вселенная коллапсирует обратно в чрезвычайно плотное состояние.
ДиКерби отмечает, что сама идея Большого Хлопка не нова. Отличительной чертой работы Тая является то, что она пытается использовать текущие данные наблюдений для оценки того, когда такой коллапс может произойти и как он может развернуться.
Многое из долгосрочной эволюции Вселенной остается неопределенным. Согласно современным астрофизическим представлениям, звезды будут продолжать формироваться и умирать в течение миллиардов лет. Солнце, например, находится примерно на полпути своего ожидаемого срока службы. Ожидается, что галактики также продолжат сливаться; прогнозируется, что Млечный Путь и Галактика Андромеды столкнутся через несколько миллиардов лет.
В то же время природа темной энергии остается одним из самых больших нерешенных вопросов в космологии. Хотя наблюдения показывают, что расширение Вселенной ускоряется, ученые до сих пор не знают, что вызывает это ускорение. Будущие наблюдения могут, следовательно, изменить текущие прогнозы относительно конечной судьбы космоса.
Тай подчеркнул, что для вынесения окончательных выводов потребуются дополнительные доказательства. DESI продолжает сбор данных, а ожидаемые в будущем наблюдения с миссий и обсерваторий, включая Euclid, SPHEREx и Обсерваторию Веры Рубин, должны предоставить более точные измерения темной энергии.
«Люди уже говорили, что если космологическая постоянная отрицательна, то Вселенная в конечном итоге коллапсирует. Это не ново», — сказал Тай. «Однако здесь модель говорит вам, когда Вселенная коллапсирует и как она коллапсирует».
На данный момент исследование представляет собой один из возможных сценариев будущего космоса, а не окончательный прогноз. То, закончится ли Вселенная в итоге Большим Хлопком, будет ли она расширяться вечно или пойдет по совершенно иному пути, остается открытым вопросом, на который помогут ответить будущие наблюдения.
Источник: Cornell University, The Conversation
Эта статья была сгенерирована с помощью ИИ и отредактирована. В соответствии с Разделом 107 Закона об авторском праве 1976 года, этот материал используется в целях освещения новостей. Добросовестное использование — это использование, разрешенное статутом об авторском праве, которое в противном случае могло бы нарушать закон.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Sayan Sen
