Кінець Всесвіту? Як темна енергія допоможе уникнути нового Великого вибуху і що про це думають вчені

Народження нового Всесвіту

Згідно з сучасними космологічними моделями, зараз Всесвіт переживає фазу стрімкого розширення. Щомиті з Великого вибуху космос стає дедалі більше, що пояснюють дією невидимої нам темної енергії.

Актуальні симуляції доводять, що врешті-решт таке прискорення призведе до теплової смерті Всесвіту, вся матерія та випромінювання в якому будуть буквально розірвані на частини.

Вчені намагаються з’ясувати, чи пов’язані одна з одною дві фази прискореного розширення Всесвіту, одна з яких сталася в ранні моменти Великого вибуху, а одна — відбувається зараз.

Для того, щоб відповісти на це питання, група фізиків-теоретиків розробила моделі, в яких темна енергія завжди відігравала роль у розвитку Всесвіту, або, навпаки, вона «активувалася» у певні моменти.

Головне завдання цих моделей — спрогнозувати, чи допоможе темна енергія уникнути сингулярності (нескінченної щільності) Великого вибуху в кінці розвитку Всесвіту, і натомість викликати додаткову інфляцію, ще швидше розширюючи простір-час на цьому етапі.

Автори роботи дійшли висновку про те, що для запобігання початковій сингулярності Всесвіт не повинен закінчуватися і починатися у точці нескінченної щільності. Натомість космічний простір має представляти нескінченну серію повторюваних «Великих стрибків», якими керує темна енергія.

Іншими словами, дослідники припускають, що Всесвіт буде розшряпатися, доки не досягне певного розміру. Після цього він має стиснутися та повернутися до попереднього стану розширення перед досягненням сингулярності.

«Якщо існує стан максимальної ентропії (теплової рівноваги), і Всесвіт вічний, важко зрозуміти, чому ми не перебуваємо у такому рівноважному стані. Ймовірно, він був би статичним, а не таким, що постійно розвивається. Ось чому я особисто вважаю, що такого стану рівноваги не існує, і що Всесвіт постійно розвивається, тому що це його природний стан», — писав американський фізик-теоретик та космолог Шон Майкл Керрол.

Дослідникам дійсно вдалося підтвердити модель, в якій темна енергія може впливати на простір-час з різною інтенсивністю і призводити то до його розширення, то до стиснення.

Проте, вчені не змогли знайти докази існування такого класу темної енергії, який завжди призводив би до того самого сценарію розвитку Всесвіту. Головний висновок їхнього дослідження полягає у тому, що наприкінці космос може уникнути зануренню у холодне і порожнє місце завдяки незвичайній активності темної енергії.

Роль чорних дірок

Раніше дослідники з кількох університетів припустили, що основним джерелом темної енергії можуть бути чорні дірки.

Головним доказом на користь цієї гіпотези стали результати спостережень за чорними дірками, які показали, що сьогодні ці об'єкти у 7−20 разів більші, ніж 9 млрд років тому. Оскільки в ранньому Всесвіті не могло бути стільки «палива» для чорних дірок, ймовірно, причиною їхнього розширення якраз і була темна енергія.

«Водночас ми висловлюємо два твердження: звичайні теорії чорних дірок не працюють, якщо вивчати їхню еволюцію протягом тривалого часу; і що ми вперше пропонуємо астрофізичне джерело темної енергії», ㅡ заявив провідний автор дослідження, астроном Гавайського університету Дункан Фарра.

Згідно з розрахунками астрофізиків, існуючі чорні діри могли б забезпечити необхідну кількість темної енергії для всього Всесвіту.

Попри те, що це могло б пояснити походження темної енергії, у вчених поки що замало доказів для підтримки своїх ідей.

«Ми не стверджуємо, що до нас ніхто не пропонував джерела темної енергії. Однак це перша стаття зі спостереженнями, де ми не вигадуємо нічого нового, що має існувати у Всесвіті для створення темної енергії, адже чорні дірки є темною енергією», — резюмував Фарра.