Сначала она достигнет максимального размера, а затем начнет сжиматься и коллапсирует до нуля
Новые данные о темной энергии позволяют предположить, что Вселенная не будет расширяться вечно. Физики из Корнеллского университета (США) подсчитали, что космос движется к драматическому изменению направления своего развития: после достижения максимального размера примерно через 11 миллиардов лет Вселенная может начать сжиматься, что в конечном итоге, примерно через 20 миллиардов лет, приведет к ее схлопыванию в одну точку, подобно растянутой резинке, резко возвращающейся в исходное положение.
В настоящее время Вселенной 13,8 миллиарда лет, она продолжает расширяться. Согласно стандартной космологической модели, предложенной более века назад Альбертом Эйнштейном, существует всего две возможности:
- либо расширение Вселенной будет продолжаться бесконечно,
- либо в какой-то момент она достигнет максимального размера, а затем начнет сжиматься, пока не коллапсирует до нуля.
До сих пор было принято считать, что верен первый из прогнозов эволюции Вселенной. Однако профессор Генри Тай и его коллеги, статья которых опубликована в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, пришли к выводу, что верен второй вариант и Вселенная, возможно, приближается к середине своего жизненного цикла, составляющего около 33 миллиардов лет.
Ученые построили модель эволюции Вселенной, основываясь на новых данных о темной энергии, полученных в этом году двумя телескопами — Dark Energy Survey (DES) в Чили и Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) в Аризоне. Оба проекта направлены на изучение темной энергии, которая составляет около 68% массы и энергии Вселенной. Их цель — проверить, является ли темная энергия постоянным свойством самого космического пространства.
Полученные данные предполагают, что на поведение темной энергии может влиять нечто дополнительное, а не только космологическая постоянная — предложенная Эйнштейном в общей теории относительности физическая постоянная, характеризующая свойства вакуума. Если космологическая постоянная положительна, то Вселенная будет расширяться бесконечно, а если отрицательна, то ее ждет коллапс.
Что такое космологическая постоянная, объяснение простыми словами
Космологическая постоянная — это плотность энергии вакуума, за счет которой он раздвигает галактики во Вселенной. При этом плотность вакуума не падает, как должно было бы быть при расширении. Разрешить эту загадку астрофизики пока не могут, поэтому говорят о некой «темной», то есть непознанной нами энергии.
То есть космологическая постоянная олицетворяет силу, обратную гравитации. В то время как гравитация сближает объекты, космологическая постоянная отдаляет их друг от друга, как бы «расталкивая» пространство, расширяя Вселенную.
Тай и его коллеги предположили существование гипотетической частицы с чрезвычайно малой массой. На ранних этапах космической истории эта частица вела себя как космологическая постоянная, но со временем ее поведение могло измениться. Эта корректировка соответствует последним наблюдениям и смещает космологическую постоянную в отрицательную область.
По словам профессора Тая, обнадеживает тот факт, что модель позволяет рассчитать общую продолжительность жизни Вселенной в измеримых величинах. Определение как отправной точки, так и конечного завершения помогает космологам лучше понять полную историю космоса.
«Для любой жизни важно знать, как она начинается и как заканчивается — вот эти конечные точки, — сказал Тай. — Это касается и нашей Вселенной — нам так же интересно знать, есть ли у нее начало? В 1960-х годах мы узнали, что у нее есть начало».
«Затем возникает следующий вопрос: „Есть ли у нее конец?“ В течение многих лет многие люди думали, что она будет существовать вечно. Хорошо знать о том, что, если данные подтвердятся, у Вселенной будет конец».
Генри Тай