Конец Вселенной? Как темная энергия поможет избежать нового Большого взрыва и что об этом думают ученые

Рождение новой Вселенной

Согласно современным космологическим моделям, сейчас Вселенная переживает фазу стремительного расширения. Ежесекундно с момента Большого взрыва космос становится все больше, что объясняют действием невидимой для нас темной энергии.

Актуальные симуляции доказывают, что в конце концов такое ускорение приведет к тепловой смерти Вселенной, вся материя и излучение в которой будут буквально разорваны на части.

Ученые пытаются выяснить, связаны ли друг с другом две фазы ускоренного расширения Вселенной, одна из которых произошла в самые ранние моменты Большого взрыва, а одна — происходит сейчас.

Для того, чтобы ответить на этот вопрос, группа физиков-теоретиков разработала модели, в которых темная энергия всегда играла роль в развитии Вселенной, или же, наоборот, она «активировалась» в определенные моменты.

Главная задача этих моделей — предсказать, поможет ли темная энергия избежать сингулярности (бесконечной плотности) Большого взрыва в конце развития Вселенной, и вместо этого вызвать дополнительную инфляцию, еще быстрее расширяя пространство-время на этом этапе.

Авторы работы пришли к выводу о том, что для избежания начальной сингулярности, Вселенная не должна заканчиваться и начинаться в точке бесконечной плотности. Вместо этого космическое пространство должно представлять бесконечную серию повторяющихся «Больших скачков», которыми управляет темная энергия.

Иными словами, исследователи предполагают, что Вселенная будет расшряться, пока не достигнет определенного размера. После этого она начнет сжиматься, но вернется к прежнему состоянию расширения прямо перед достижением сингулярности.

«Если существует состояние максимальной энтропии (теплового равновесия), и Вселенная вечна, трудно понять, почему мы не находимся в таком равновесном состоянии. Вероятно, оно было бы статичным, а не постоянно развивающимся. Вот почему я лично считаю, что такого состояния равновесия не существует, и что Вселенная постоянно развивается, потому что это ее естественное состояние», — писал американский физик-теоретик и космолог Шон Майкл Кэрролл.

Исследователям действительно удалось подтвердить модель, в которой темная энергия может влиять на пространство-время с разной интенсивностью и приводить то к его расширению, то к сжатию.

Однако, ученые не смогли найти доказательства существования такого класса темной энергии, который всегда бы приводил к одному и тому же сценарию развития Вселенной. Главный вывод их исследования заключается в том, что в самом конце космос может избежать превращения в холодное и пустое место благодаря необычной активности темной энергии.

Роль черных дыр

Ранее исследователи из нескольких университетов предположили, что главным источником темной энергии могут быть черные дыры.

Главным доказательством в пользу этой гипотезы стали результаты наблюдений за черными дырами, которые показали, что сегодня эти объекты в 7−20 раз больше, чем 9 млрд лет назад. Поскольку в ранней Вселенной не могло быть столько «топлива» для черных дыр, вероятно, причиной их расширения как раз и была темная энергия.

«В то же время мы высказываем два утверждения: обычные теории черных дыр не работают, если изучать их эволюцию в течение длительного времени; и что мы впервые предлагаем астрофизический источник темной энергии», — заявил ведущий автор исследования, астроном Гавайского университета Дункан Фарра.

Согласно расчеты астрофизиков, существующие черные дыры могли бы обеспечить необходимое количество темной энергии для всей Вселенной.

Несмотря на то, что это могло бы объяснить происхождение темной энергии, у ученых пока слишком мало доказательств для поддержки своих идей.

«Мы не утверждаем, что до нас никто не предлагал источники темной энергии. Однако это первая статья с наблюдениями, где мы не придумываем ничего нового, что должно существовать во Вселенной для создания темной энергии, ведь черные дыры и являются темной энергией», — резюмировал Фарра.