Дуже скоро. Вчені припускають, що Всесвіт почне зменшуватися, доки повністю не зникне

5 травня, 08:08
Ексклюзив НВ
Досі Всесвіт лише розширювався, проте незабаром процес може стати зворотним (Фото:ASA/ ESA/ STScI (S. Beckwith)/ HUDF Team)

Досі Всесвіт лише розширювався, проте незабаром процес може стати зворотним (Фото:ASA/ ESA/ STScI (S. Beckwith)/ HUDF Team)

Команда американських астрофізиків висунула гіпотезу, що понад 13,8 млрд років постійного розширення Всесвіт може «завмерти», а потім почне повільно стискатися.

Припущення вчених спирається на своєрідне трактування темної енергії — загадкової компоненти космосу, яка теоретично відповідає за постійне розширення Всесвіту. Чим саме є темна енергія, ми не уявляємо, проте багато фізиків сходяться на думці, що вона може бути п'ятою фундаментальною силою Всесвіту.

Відео дня

У статті, яку вони опублікували в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences, вчені висувають альтернативне припущення про природу темної енергії. Вони називають її квінтесенцією, а головною її відмінністю від темної енергії є можливість змінювати напрямок свого руху. Моделювання дослідників показало, що незабаром квінтесенція може перестати розширюватися, а згодом Всесвіт почне стискатися, що потенційно може призвести до кінця світу.

У 1990-х вчені зійшлися на думці, що розширення Всесвіту постійно пришвидшується. Відповідальними за цей процес вони призначили темну енергію, яка існує всупереч гравітації, «розштовхуючи» зірки та галактики, а не притягуючи їх одна до одної.

Темна енергія займає приблизно 70% Всесвіту — для порівняння, звичайна матерія на зразок планет і зірок становить менше 5%.

Альберт Ейнштейн припускав, що темна енергія є космологічною постійною — незмінною формою енергії, вплетеною в тканину простору-часу. Відповідно до цієї гіпотези, сила, створювана темною енергією, ніколи не зміниться, а значить, Всесвіт буде розширюватися вічно. Проте чому Всесвіт зараз розширюється набагато швидше, ніж мільярди років тому?

Існує кілька альтернативних гіпотез. Автором однієї з них є співавтор дослідження про стиснення Всесвіту Пол Штайнхардт, астрофізик з Принстонського університету в Нью-Джерсі. Він вважає, що темна енергія необов'язково є постійною, щоб відповідати тому, як розширювався Всесвіт до нашого часу.

У статті 1998 року він припустив існування квінтесенції — якогось динамічного поля, яке може змінювати свої властивості з часом. Фактично це означає, що квінтесенція може як притягувати, так і відштовхувати об'єкти залежно від різних факторів.

Весь час з моменту Великого вибуху квінтесенція відштовхувала космічні об'єкти один від одного, що викликало розширення Всесвіту. Спочатку її роль була не такою значущою, проте приблизно через п'ять мільярдів років після Великого вибуху, квінтесенція стала домінувальною компонентою, через що і сталося значне прискорення розширення Всесвіту.

«Питання, яке ми порушуємо у цій статті, звучить так: «Чи має це прискорення тривати вічно? А якщо ні, то які альтернативи і коли все може змінитися?», — сказав Штайнхардт в інтерв'ю Live Science.

Команда астрофізиків на чолі зі Штайнхардтом створила модель квінтесенції та підігнала її відштовхувальні та притягальні властивості так, щоб ті відповідали сучасним спостереженням за розширенням Всесвіту. Після цього спробували спрогнозувати подальшу зміну властивостей загадкового компонента космосу.

Дослідження показало, що згодом квінтесенція може розпадатись — тобто її загальна сила буде слабшати. Більше того, цей процес гіпотетично міг розпочатися ще мільярди років тому, а зараз цей процес іде набагато швидше ніж раніше. У такому разі прискорене розширення Всесвіту, яке ми зараз спостерігаємо, — лише луна процесу, що відбувався в минулому; а зараз цей процес значно сповільнився.

Розрахунки вчених показали, що приблизно через 165 млн років квінтесенція може почати притягувати об'єкти один до одного замість того, щоб відштовхувати їх. Таким чином увесь Всесвіт поступово почне стискатися. Штайнхардт зазначає, що спочатку цей процес буде настільки повільним, що люди, які доживуть до цього періоду, не помітять жодних змін. Відповідно до моделювання, щоб зменшитися вдвічі, Всесвіту знадобиться щонайменше кілька мільярдів років.

Наприкінці є два гіпотетичні шляхи:

  • Всесвіт може стискатися, доки «схлопнеться» сам у собі, що ознаменує собою кінець простору-часу яким ми його знаємо;
  • Всесвіт стискатиметься, доки не повернеться у свій початковий стан. Потім буде ще один Великий Вибух, за яким піде відродження Всесвіту.

Другий шлях Штайнхардт також описував раніше в одній зі своїх робіт. Він припускає, що цей сценарій може бути циклічним — тобто Всесвіт постійно розширюється і стискається до початкового стану. Якщо це так, то нинішня реінкарнація нашого світу, напевно, є не першою — це просто ще один цикл із нестабільного життя нашого Всесвіту.

Незважаючи на те, що версія Штайнахрдта значно відрізняється від гіпотез більшості вчених, Гері Гіншоу, професор фізики та астрономії в Університеті Британської Колумбії, який не брав участі у дослідженні, зазначає, що така інтерпретація темної енергії має право на життя. Всі наші спостереження за розширенням космосу показують лише те, що відбувається за мільярди світлових років від Землі, а дані дозволяють нам дізнатися лише минуле нашого Всесвіту, а не його майбутнє. Відповідно, наш світ дійсно з часом може почати стискатися, проте ми не зможемо дізнатися про це доти, поки цей момент не настане.

Сама гіпотеза ґрунтується на тому, що ми досі не розуміємо, чим є темна енергія. Вчені не мають способу перевірити, наскільки реальним є припущення про існування квінтесенції. Однак Штайнхард зі своєю командою привели свою модель у відповідність до сучасних спостережень за станом космосу, а тому їх гіпотеза має право на життя. Наскільки вона виявиться правдивою — покаже лише час.

poster
Підписатись на щоденну email-розсилку
матеріалів розділу Техно
Розсилка про те як технології змінють світ
Щопонеділка

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X