Готовимся к Большому взрыву? Почему Вселенная становится горячее и что это значит для нас

Вселенная стала горячее?

В некотором роде да.

Нити Вселенной стали появляться одновременно с ее расширением сразу после Большого взрыва, и они вмещают большинство газообразного водорода, существующего в космосе.

Ученые предполагают, что центральные объекты в галактиках — сверхмассивные черные дыры — образуются именно на пересечении этих нитей. И это делает их крупнейшей космической структурой, известной человеку.

Согласно результатам нового исследования астрофизиков из нескольких университетов Японии, США и Европы, нити Вселенной стали гораздо горячее, несмотря на расширение космического пространства.

В основе этой работы лежит так называемый эффект Сюняева — Зельдовича — изменение интенсивности излучения Вселенной, благодаря которому можно определить размеры скоплений галактик и их активность.

Второй составляющей исследования стал анализ реликтового излучения, — сверхвысокочастотного теплового излучения, которое равномерно начало наполнять Вселенную сразу после Большого взрыва.

Благодаря этим данным ученые смогли рассчитать тепловое давление внутри газа, из которого состоят нити Вселенной, и выяснить, как изменилась их температура в течение миллиардов лет, прошедших после Большого взрыва.

Затем астрофизики сопоставили полученные данные с самыми актуальными картами реликтового излучения и картами скоплений галактик, сделанными космическими обсерваториями в последние годы.

Оказалось, что средняя температура внутри нитей Вселенной выросла от 700 тыс. градусов Цельсия до 2 млн градусов цельсия за последние 8 млрд лет.

«В течение 20 лет мы изучали, как это рассчитать с помощью эффекта Сюняева-Зельдовича. Теперь мы наконец-то измерили температуру Вселенной», — заявил директор Института астрофизики Макса Планка Эйитиро Комацу.

Исследователи предполагают, что нагревание этих структур объясняется взаимодействием газов в нитях Вселенной, которые объединяются за счет силы притяжения.

Анализ этих нитей может стать определяющим для изучения темной материи и решения проблемы скрытой массы Вселенной.

Несмотря на то, что задолго после Большого взрыва некоторые части Вселенной все еще продолжают нагреваться, ученые прогнозируют, что в конце своего развития космос ждет холодная и очень долгая смерть.

Как закончится Вселенная?

Нет, еще один Большой взрыв нам, определенно, не грозит.

Напротив, многие космологические модели предсказывают, что через «миллиарды триллионов» лет Вселенная будет очень близка к состоянию вакуума, а ее температура снизится до абсолютного нуля.

К примеру, несколько месяцев назад Физик из Университета Штата Иллинойс Мэтт Каплен проанализировал смерть черных карликов, — конечного этапа развития звезд и, вероятно, одних из последних объектов, которые останутся во Вселенной.

Каплен рассчитал, что взаимодействие частиц внутри черных карликов приведет к неминуемому взрыву: согласно результатам его исследования, взаимодействие атомов железа с атомами кремния и никеля станет причиной создания позитронов (античастиц электрона), которые, в свою очередь, начнут взаимодействовать с электронами.

Эти взаимодействия, по мнению ученого, запустят процесс гравитационного коллапса черного карлика.

Таким образом, холодные останки звезд, включая наше Солнце, должны стать источником последних вспышек энергии во Вселенной. Правда, по мнению Мэтта Каплена, черные карлики начнут взрываться через 10 в степени 1100 лет и это закончится только через 10 в степени 3200 лет.

«Я думаю, что наше осознание собственной смертности определенно вызывает некоторое восхищение концом Вселенной. Если что-то пойдет не так, вы всегда можете заверить себя, что это не имеет значения, поскольку энтропия достигнет максимальных значений», — говорил американский физик.