"Большое сжатие". Ученые прогнозируют Вселенной гораздо более короткий срок жизни

Ольга Покотило

Источник: Live Science

Ученые долгое время предполагали, что наша Вселенная просуществует триллионы лет, однако новое исследование предсказывает космосу гораздо более короткий срок жизни: наша Вселенная может просуществовать еще всего 33 миллиарда лет.

Главные тезисы

Новое исследование предсказывает, что Вселенная может просуществовать всего 33 миллиарда лет из-за эффекта Великого сжатия.
Динамика темной энергии открывает двери для альтернативных объяснений ее природы и предполагает возможное существование аксионного поля и космологической постоянной.

Ученые прогнозируют Вселенной гораздо более короткий срок жизни

Это лишь космический момент перед тем, как все свернется у себя — процесс, получивший название "Большое сжатие" (Big Crunch). Во время него расширение меняется на обратный процесс, заставляя всю материю и пространство-время коллапсировать обратно в экстремально плотное состояние, подобное условиям Большого взрыва.

Хотя этот вариант долгое время считался отвергнутым из-за ускоренного расширения космоса, новое исследование вновь открыло эту удивительную и несколько тревожную перспективу.

Он начался с наших попыток составить карту космоса, где основное внимание было уделено темной энергии — таинственной силе, расталкивающей Вселенную с ускорением. Недавние данные проекта Dark Energy Survey (DES) и спектроскопического инструмента темной энергии (DESI) позволили нанести на карту сотни миллионов галактик для изучения этого расширения.

Эти важнейшие инструменты с чрезвычайно высокой степенью уверенности позволяют предположить, что "уравнение состояния" темной энергии — соотношение ее давления к плотности энергии, определяющее ее влияние на расширение — не просто статическое число. Вместо этого кажется, что ее влияние меняется со временем.

Эта удивительная динамика открывает двери для альтернативных объяснений того, из чего может состоять темная энергия. Это привело к созданию модели аксионной темной энергии (aDE), предполагающей, что темная энергия включает в себя как аксионное поле (представляющее собой сверхлегкую форму темной материи, которая "хлюпается" по всей Вселенной), так и космологическую постоянную, или фиксированный фон расширения, заложенный в саму структуру пространства.

В новой работе, загруженной на сервер препринтов arXiv, исследователи применили эту гибридную модель к измерениям DES. Они обнаружили, что такая комбинация, вероятнее всего, может объяснить результаты DES и DESI, но с неожиданным поворотом: в далеком будущем Вселенной взаимодействие аксионного поля и космологической константы фактически начинает активно сжимать Вселенную назад, приводя к тому же окончательному Великому сжатию.

Взяв лучше всего соответствующую наблюдениям модель и запустив симуляцию времени вперед, исследователи вычислили точный момент космической гибели: через 33,3 миллиарда лет с сегодняшнего дня. Это кардинально короче будущее резко контрастирует с традиционным рассматривавшимся триллионным сроком жизни. Вместо того, чтобы космическое расширение растягивало Вселенную, подобно одинокому вечному шоссе, мы получаем космический разворот, возвращающий нас к началу нашего пути.

Наука всегда сопровождается оговорками. Наблюдения DES и DESI, указывающие на то, что космологическая постоянная не статична, интригуют, но все еще нуждаются в проверке. Эта модель зависит от многих переменных, и несколько различных их комбинаций все еще могли бы объяснить наблюдения, хотя отрицательная космологическая постоянная — и вытекающее из нее Великое сжатие — остается наиболее вероятным вариантом в их анализе.

Чтобы тщательно проверить эту модель, нужно больше данных. Космос — сложная сущность; наше понимание постоянно развивается. По мере того как мы получаем все больше потоков данных, мы собираем воедино величайшую историю из когда-либо рассказанных — но эта история может закончиться раньше, чем мы ожидали.