Вселенная на полпути к гибели? Новая теория переписывает космический финал

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Мы привыкли думать о будущем Вселенной как о чём-то бесконечно долгом и холодном. Галактики разлетаются всё дальше, звёзды гаснут одна за другой, и в конце концов наступает вечная, ледяная темнота — так называемая «тепловая смерть». Этот сценарий казался почти неизбежным. Но что, если всё не так? Что, если финал будет не холодным и тихим, а огненным и стремительным?

Последние данные астрономических наблюдений намекают на трещину в устоявшейся картине мира. А вслед за ними появилась и смелая, даже дерзкая теория, которая предлагает совершенно иную судьбу для нашего космоса. Согласно ей, Вселенная не просто прекратит расширяться — она развернётся и устремится к коллапсу. И произойдёт это гораздо раньше, чем мы могли себе представить.

Иллюстрация
Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Тревожный звонок от тёмной энергии

Чтобы понять, откуда такой переполох, нужно вспомнить о главной загадке современной космологии — тёмной энергии. В конце 90-х астрономы обнаружили, что Вселенная не просто расширяется после Большого взрыва, а делает это с ускорением. Галактики разбегаются друг от друга всё быстрее и быстрее. Для объяснения этого феномена и ввели понятие «тёмной энергии» — невидимой силы, которая расталкивает пространство.

Самой простой и изящной моделью была «космологическая постоянная», предложенная ещё Эйнштейном. Представьте её как фоновую, неизменную энергию вакуума, которая всегда и везде одинакова. Она просто есть, и она толкает. Эта идея прекрасно вписывалась в наблюдения… до недавнего времени.

Масштабные проекты, такие как «Обзор тёмной энергии» (DES) и «Спектроскопический инструмент для исследования тёмной энергии» (DESI), собрали беспрецедентный объём данных о распределении и движении миллионов галактик. И в этих данных проступило нечто странное. Похоже, что сила этого космического «ускорителя» не постоянна. Она меняется со временем. Это как если бы вы ехали в машине с зажатой педалью газа, но вдруг почувствовали, что тяга двигателя ослабевает.

Это наблюдение, хоть и предварительное, стало для космологов настоящим потрясением. Если тёмная энергия эволюционирует, значит, космологическая постоянная — это слишком простое объяснение. Реальность куда сложнее.

Левая панель: Космическая эволюция масштабного фактора и параметра Хаббла. Правая панель: Космическая эволюция величины аксионного поля и его (безразмерной) плотности энергии. Все они рассчитаны с параметрами наилучшего соответствия (3.1). Начальная точка — H₀t₀ = 0.952. arXiv:2506.24011 [hep-ph]
Левая панель: Космическая эволюция масштабного фактора и параметра Хаббла. Правая панель: Космическая эволюция величины аксионного поля и его (безразмерной) плотности энергии. Все они рассчитаны с параметрами наилучшего соответствия (3.1). Начальная точка — H₀t₀ = 0.952. arXiv:2506.24011 [hep-ph]
Автор: Hoang Nhan Luu, Yu-Cheng Qiu, S. -H. Henry Tye Источник: arxiv.org
Новый сценарий: временный форсаж и скрытые тормоза

Именно здесь на сцену выходит новая, пока ещё гипотетическая модель. Её авторы задались вопросом: а что, если тёмная энергия — это не одна сущность, а сложный механизм из двух частей, работающих в противофазе?

Звучит запутанно? Давайте объясним на простом примере.

  1. Космический «форсаж» — аксионы. Представьте, что наша Вселенная — это ракета, оснащённая мощным, но временным ускорителем. В роли этого ускорителя выступают аксионы — гипотетические, невероятно лёгкие частицы, которые почти не взаимодействуют с обычной материей. Согласно этой теории, они пронизывают всё пространство, и их совокупная энергия как раз и создаёт тот эффект ускоренного расширения, который мы наблюдаем сегодня. Но, как и любой ускоритель, они со временем «выгорают» — их плотность падает по мере расширения Вселенной, и их вклад ослабевает.
  2. Скрытые «тормоза» — отрицательная космологическая постоянная. А теперь самое интересное. В этой модели у Вселенной есть не только ускоритель, но и встроенная тормозная система. Это та самая космологическая постоянная, но со знаком «минус». Она не расталкивает, а наоборот, стремится сжать пространство, действуя как сверхмассивная гравитация. Прямо сейчас её действие почти незаметно, потому что «форсаж» аксионов гораздо мощнее. Но что произойдёт, когда он иссякнет?

Правильно, в игру вступят тормоза.

Временная шкала метрического расширения пространства, где пространство, включая гипотетические ненаблюдаемые части Вселенной, каждый раз представлено круглыми сечениями. Слева резкое расширение происходит в эпоху инфляции, а в центре расширение ускоряется (концепция художника не в масштабе)
Временная шкала метрического расширения пространства, где пространство, включая гипотетические ненаблюдаемые части Вселенной, каждый раз представлено круглыми сечениями. Слева резкое расширение происходит в эпоху инфляции, а в центре расширение ускоряется (концепция художника не в масштабе)
Автор: NASA/WMAP Science Team Источник: commons.wikimedia.org
Финал в стиле «Большого сжатия»

Если эта теория верна, то будущее космоса выглядит драматично. По прогнозам её авторов, примерно через 10 миллиардов лет (что, по космическим меркам, почти завтра) влияние аксионов ослабнет настолько, что отрицательная космологическая постоянная возьмёт верх.

С этого момента расширение Вселенной начнёт замедляться. Затем остановится. А после — сменится сжатием. Начнётся эпоха «Большого сжатия» (Big Crunch) — зеркальное отражение Большого взрыва.

Галактики, которые миллиарды лет разлетались в стороны, устремятся навстречу друг другу. Расстояния будут сокращаться, а Вселенная — становиться всё меньше, горячее и плотнее. Этот процесс займёт ещё около 10 миллиардов лет, после чего всё вещество и энергия схлопнутся в одну точку — новую сингулярность, где известные нам законы физики перестанут работать.

Общая продолжительность жизни нашей Вселенной, согласно этой модели, составит чуть более 33 миллиардов лет. Учитывая, что ей сейчас почти 14 миллиардов, получается, что мы не просто прошли середину пути — мы уже на финишной прямой к достижению своего максимального размера.

Время жизни T, предсказанное моделью aDE в плоскости mφ-ΩΛ с фиксированными f = MPl и Ωm = 0.284. Здесь чёрные контуры — это соответствующее уравнение состояния (EoS) тёмной энергии w₀ на сегодняшний день. Закрашенная серым область не допускается моделью aDE. Красная звезда обозначает параметр наилучшего соответствия из текущих наблюдений, а синяя точка — среднее значение  arXiv:2506.24011 [hep-ph]
Время жизни T, предсказанное моделью aDE в плоскости mφ-ΩΛ с фиксированными f = MPl и Ωm = 0.284. Здесь чёрные контуры — это соответствующее уравнение состояния (EoS) тёмной энергии w₀ на сегодняшний день. Закрашенная серым область не допускается моделью aDE. Красная звезда обозначает параметр наилучшего соответствия из текущих наблюдений, а синяя точка — среднее значение arXiv:2506.24011 [hep-ph]
Автор: Hoang Nhan Luu, Yu-Cheng Qiu, S. -H. Henry Tye Источник: arxiv.org
Так пора ли паниковать?

Честно говоря, нет. И вот почему.

Во-первых, сама идея основана на данных, которые ещё требуют многократной проверки и подтверждения. Наука — процесс медленный, и один интригующий результат ещё не означает революции.

Во-вторых, предложенная модель с аксионами и отрицательной постоянной — лишь одна из множества возможных интерпретаций этих данных. Возможно, истинное объяснение окажется совершенно иным.

Но знаете, что по-настоящему важно? Эта работа показывает, насколько живой и динамичной является наука. Всего один намёк на аномалию в данных заставляет учёных пересматривать самые фундаментальные представления о мире. Сам факт того, что мы можем строить и обсуждать такие теории, заглядывая на десятки миллиардов лет в будущее, — это уже триумф человеческого разума.

Так что, возможно, наша Вселенная и не летит к огненному финалу. Но мы определённо живём в захватывающее время, когда загадки космоса становятся только интереснее. И кто знает, какие ещё сюрпризы она нам готовит? Нам остаётся лишь наблюдать.

3 комментария

Добавить комментарий

a
Этих «теорий», как блох на двортерьере. Можно клепать эти уродские статьи сотнями в год.
d
Свет временный часть машина но сердцах.
В планетах ядра безумные, ими думают.
107292437515912482415@google
До этого «финала» ещё далеко. А после него будет новый «старт» и новые формы. Это принцип бесконечности.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему механические клавиатуры — это прошлый век и за каким форматом будущее

Еще несколько лет назад механическая клавиатура считалась практически обязательным атрибутом игрового компьютера. Разнообразие переключателей, приятный звук нажатий, возможность подобрать усилие и...

Почему нельзя оставлять зарядное устройство от смартфона в розетке: скрытые риски, о которых многие забывают

Зарядка смартфона давно стала привычной частью домашнего быта. Телефон поставили на ночь, утром отключили кабель, а сам адаптер так и остался в розетке. Через несколько часов к нему снова подключат...

Почему у старых телефонов на спинке был ещё один разъём и как он выручал в начале 2000-х

В моей небольшой коллекции телефонов есть несколько экземпляров из первой половины 2000-х. Парочка из них (Siemens C72 и Alcatel One Touch 331) оснащена загадочным разъёмом, который располагается...

✦ ИИ  Как рассчитать вязкость смеси моторных масел. Метод Рефутаса

Допустим, у нас есть два моторных масла с разной кинематической вязкостью. Что получится, если смешать их в равных пропорциях? Можно ли заранее оценить вязкость полученной смеси? А если нужно...

Сводный обзор 17 мини-ПК на похожих платформах: почему они такие разные?

Одинаковые процессоры, разные результаты: я протестировал 17 мини-ПК на похожих платформах и выяснил, почему одни греются до 90 °C, а другие остаются холодными и тихими