Вселенная может закончиться на триллионы лет раньше, чем считалось

Фото из открытых источников

Недавние исследования указывают на то, что темпы расширения Вселенной резко меняются со временем; если это правда, то, как показывают новые исследования, Вселенная может закончиться гораздо раньше, думали ученые.

В ученой среде долгое время предполагалось, что наша Вселенная просуществует триллионы лет, но новое исследование указывает на гораздо более короткий срок существования космоса: наша Вселенная может просуществовать еще всего 33 миллиарда лет.

Это всего лишь мгновение космического времени перед тем, как всё схлопнется само в себя — процесс, получивший название «Большой коллапс», при котором расширение обращается вспять, в результате чего вся материя и пространство-время схлопываются обратно в чрезвычайно плотное состояние, подобное условиям Большого взрыва. Хотя долгое время эта возможность считалась отвергнутой в отношении судьбы Вселенной, из-за ускоряющегося космического расширения новое исследование вновь открыло удивительный — и несколько тревожный — вариант.

Путь к этому впечатляющему выводу начался с нашего стремления составить карту космоса, где мы сосредоточились на темной энергии — таинственной силе, которая с возрастающей скоростью раздвигает Вселенную. Недавние данные, полученные в рамках проекта Dark Energy Survey (DES) и спектроскопического инструмента Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), позволили составить карту сотен миллионов галактик для исследования этого расширения. Эти важнейшие инструменты с чрезвычайно высокой степенью уверенности предполагают, что «уравнение состояния» темной энергии — соотношение давления и плотности энергии, определяющее ее влияние на расширение, — не является просто статичным числом. Напротив, ее влияние, по-видимому, меняется со временем.

Эта странная динамика открывает двери для альтернативных объяснений того, из чего может состоять темная энергия. Это привело к появлению модели аксионной темной энергии (aDE), которая предполагает, что темная энергия включает в себя как аксионное поле, представляющее собой сверхлегкую форму темной материи, колеблющуюся во Вселенной, так и космологическую постоянную, или фиксированное фоновое расширение, заложенное в структуру пространства-времени.

В новой статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv, исследователи применили эту гибридную модель к измерениям DES. Они обнаружили, что эта комбинация, вероятно, может объяснить результаты DES и DESI, но с одним нюансом: в далеком будущем Вселенной взаимодействие аксионного поля и космологической постоянной фактически активно притягивает Вселенную обратно, что приводит к тому самому Большому Сжатию.

Выбрав модель, которая наилучшим образом соответствовала наблюдениям, и запустив моделирование во времени, исследователи рассчитали точный момент космической гибели: через 33,3 миллиарда лет. Это значительно более короткое будущее резко контрастирует с триллионным сроком жизни, который часто считается традиционным. Вместо космического расширения, растягивающего Вселенную подобно одинокой, вечной дороге, мы получаем космический разворот, который возвращает нас к началу нашего пути.

Это совершенно новая область, и хотя имеющиеся данные убедительно доказывают необходимость дальнейших исследований, наука всегда сопряжена с оговорками. Наблюдения DES и DESI, указывающие на то, что космологическая постоянная не является статичной, интригуют, но требуют подтверждения. Эта модель зависит от множества переменных, и несколько различных их комбинаций могут объяснить наблюдаемые данные, хотя отрицательная космологическая постоянная — и, как следствие, Большое Сжатие — остается наиболее вероятным вариантом в их анализе.

Для тщательной проверки этой модели необходимы дополнительные данные. Космос — сложная система; наше понимание постоянно развивается. По мере того, как мы обрабатываем всё большие потоки данных, мы собираем воедино величайшую историю, когда-либо рассказанную, — но эта история может закончиться раньше, чем мы ожидали.