Вселенная может закончиться через 20 миллиардов лет: новые данные о темной энергии предсказали дату «Большого хлопка»

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

Есть общее представление о Вселенной — она появилась 13,8 миллиарда лет назад из-за Большого взрыва и с тех пор расширяется. Как правило считается, что это расширение будет идти вечно. Галактики будут улетать все дальше, звезды в конце концов потухнут, и останется только холодное и пустое пространство.

В принципе, понятная картина. Но что, если она неверная?

Начало Большого сжатия, вольная интерпретация
Начало Большого сжатия, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3

Новые наблюдения от проектов Dark Energy Survey (DES) и Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) усиливают сомнения. Данные показывают странность в поведении тёмной энергии — силы, которая ускоряет расширение. Эта странность допускает другое будущее, где у Вселенной есть конечный срок существования.

Группа физиков создала модель, которая дает прогноз: полный жизненный цикл нашей Вселенной — около 33 миллиардов лет. Это значит, что до конца осталось меньше 20 миллиардов лет.

Что не так с тёмной энергией?

В стандартной модели космологии тёмная энергия — это космологическая постоянная (Λ). Это энергия самого пустого пространства, она не меняется. Она создает отталкивание, которое заставляет Вселенную расширяться.

Свойства любой энергии в космологии описывают параметром w. Для обычной космологической постоянной w должен быть точно равен -1. Долгое время все замеры это подтверждали.

Но новые данные от DES и DESI показывают, что w может отличаться от -1. Это небольшое отклонение, но оно заметно. Это знак того, что тёмная энергия — не постоянная величина, и что она меняется со временем.

Слева: График показывает, насколько вероятны различные значения космологической постоянной (ΩΛ) в модели aDE. Синяя кривая — это сценарий с отрицательной ΩΛ (AdS, ΩΛ ≤ 0), который ведет к Большому хлопку. Красная кривая — сценарий с положительной ΩΛ (dS, ΩΛ > 0), ведущий к вечному расширению. Высокий и широкий пик синей кривой означает, что отрицательная космологическая постоянная, согласно данным, наиболее вероятна, хотя ее точное значение пока не определено. Справа: Поведение параметра темной энергии w в разных моделях. Черные точки — это реальные данные наблюдений (DESI). Темно-синяя кривая (AdS) — прогноз модели, где Вселенная сжимается. Красная кривая (dS) — прогноз модели с вечным расширением. Видно, что темно-синяя кривая (сценарий Большого хлопка) гораздо лучше соответствует реальным данным наблюдений. 	arXiv:2506.24011 [hep-ph]
Слева: График показывает, насколько вероятны различные значения космологической постоянной (ΩΛ) в модели aDE. Синяя кривая — это сценарий с отрицательной ΩΛ (AdS, ΩΛ ≤ 0), который ведет к Большому хлопку. Красная кривая — сценарий с положительной ΩΛ (dS, ΩΛ > 0), ведущий к вечному расширению. Высокий и широкий пик синей кривой означает, что отрицательная космологическая постоянная, согласно данным, наиболее вероятна, хотя ее точное значение пока не определено. Справа: Поведение параметра темной энергии w в разных моделях. Черные точки — это реальные данные наблюдений (DESI). Темно-синяя кривая (AdS) — прогноз модели, где Вселенная сжимается. Красная кривая (dS) — прогноз модели с вечным расширением. Видно, что темно-синяя кривая (сценарий Большого хлопка) гораздо лучше соответствует реальным данным наблюдений. arXiv:2506.24011 [hep-ph]
Автор: Hoang Nhan Luu, Yu-Cheng Qiu, S. -H. Henry Tye Источник: arxiv.org
Новый вариант: аксион и отрицательная константа

Здесь появляется модель под названием «аксионная тёмная энергия» (aDE). Она говорит, что тёмная энергия имеет две части:

  1. Поле ультралегких аксионов. Аксион — это гипотетическая частица. Модель предполагает, что все пространство заполнено полем этих частиц. У этого поля есть энергия. Раньше, когда энергия поля была высокой, оно работало как отталкивающая сила и вызывало расширение.
  2. Отрицательная космологическая постоянная (Λ < 0). Это главная часть модели. Положительная Λ заставляет пространство расширяться. Отрицательная Λ, наоборот, создает фоновое притяжение, которое пытается сжать Вселенную.

Как эти две части действуют вместе? Сначала главным было аксионное поле. Его энергия была большой, и оно легко «побеждало» сжимающую силу отрицательной Λ. Вселенная расширялась, что мы и видим. Но аксионное поле теряет энергию. Со временем его вклад в расширение становится слабее.

Когда энергия аксиона закончится, останется только отрицательная космологическая постоянная. Ее сжимающая сила никуда не исчезнет. И она начнет преобладать.

Слева: Видно, как Вселенная сначала немного расширится (линия a достигнет пика), а затем начнет стремительно сжиматься до нуля. Скорость расширения (H²) в этот момент упадет и станет отрицательной. Справа: Показана причина коллапса — аксионное поле (θ) полностью отдает свою энергию (Ωφ), после чего сжатие становится необратимым. 	arXiv:2506.24011 [hep-ph]
Слева: Видно, как Вселенная сначала немного расширится (линия a достигнет пика), а затем начнет стремительно сжиматься до нуля. Скорость расширения (H²) в этот момент упадет и станет отрицательной. Справа: Показана причина коллапса — аксионное поле (θ) полностью отдает свою энергию (Ωφ), после чего сжатие становится необратимым. arXiv:2506.24011 [hep-ph]
Автор: Hoang Nhan Luu, Yu-Cheng Qiu, S. -H. Henry Tye Источник: arxiv.org
От расширения к сжатию: как это будет выглядеть?

Модель aDE показывает четкий путь развития Вселенной. Он делится на три этапа.

  • Этап 1: Расширение (идет уже 13,8 млрд лет). Мы на этом этапе. Расширение еще идет, но сдерживается отрицательной Λ.
  • Этап 2: Остановка. Примерно через 11 миллиардов лет отталкивающая сила аксионного поля и сжимающая сила отрицательной Λ станут равными. Расширение Вселенной остановится. Будет короткий момент, когда галактики застынут на месте.
  • Этап 3: Сжатие (Большой хлопок). После остановки главной станет сжимающая сила отрицательной Λ. Вселенная начнет сжиматься. Сначала неспешно, потом все быстрее. Галактики полетят друг к другу. Температура и плотность вырастут, пока все не сожмется в одну точку. Этот финал называют Большим хлопком (Big Crunch).

По расчетам, которые лучше всего подходят к данным DES и DESI, весь цикл от Большого взрыва до Большого хлопка потребует 33,3 миллиарда лет. Этап сжатия будет намного короче этапа расширения.

Карта будущего: когда именно наступит конец света? Этот график показывает, как полный срок жизни Вселенной (T, цветные полосы в миллиардах лет) зависит от двух ключевых параметров модели: массы аксиона (mφ на вертикальной оси) и величины отрицательной космологической постоянной (ΩΛ на горизонтальной оси). Красная звезда — это наш сценарий. Она отмечает значения, которые лучше всего соответствуют последним данным наблюдений. Именно эта точка дает прогноз срока жизни в ~33 миллиарда лет. Синяя точка — это среднее значение по всем возможным параметрам, которое предсказывает более долгую жизнь (около 40 млрд лет). Серая область — это комбинации параметров, которые физически невозможны в этой модели. Черные линии (w0) показывают, каким при этом будет текущее состояние тёмной энергии. 	arXiv:2506.24011 [hep-ph]
Карта будущего: когда именно наступит конец света? Этот график показывает, как полный срок жизни Вселенной (T, цветные полосы в миллиардах лет) зависит от двух ключевых параметров модели: массы аксиона (mφ на вертикальной оси) и величины отрицательной космологической постоянной (ΩΛ на горизонтальной оси). Красная звезда — это наш сценарий. Она отмечает значения, которые лучше всего соответствуют последним данным наблюдений. Именно эта точка дает прогноз срока жизни в ~33 миллиарда лет. Синяя точка — это среднее значение по всем возможным параметрам, которое предсказывает более долгую жизнь (около 40 млрд лет). Серая область — это комбинации параметров, которые физически невозможны в этой модели. Черные линии (w0) показывают, каким при этом будет текущее состояние тёмной энергии. arXiv:2506.24011 [hep-ph]
Автор: Hoang Nhan Luu, Yu-Cheng Qiu, S. -H. Henry Tye Источник: arxiv.org
Насколько этому можно верить?

Значит ли это, что конец Вселенной точно определен? Нет.

Модель aDE — это теория. Но она ценна тем, что лучше стандартной модели объясняет последние наблюдательные данные. Вероятность Большого хлопка по этому анализу выше, чем вероятность вечного расширения.

Это пример того, как работает наука. Появляется новая информация. Старая теория уже не подходит. Возникает новая гипотеза, которая объясняет данные и дает прогнозы.

Главный итог этой работы — не точное знание даты конца. Просто идея о конечной жизни Вселенной из философских размышлений стала физической моделью, которую можно проверить цифрами.

Задача астрономов теперь — проверить эти выводы. Новые инструменты дадут еще более точные замеры тёмной энергии. Они либо подтвердят отклонение и подтвердят что модель с Большим хлопком более вероятная, либо опровергнут ее.

1 комментарий

Va1ery_USSR
Возраст надо считать от рождения, а не от края вселенной.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Банан Gros Michel почти исчез из мировой торговли из-за грибка — нынешний Cavendish появился как его замена

В середине XX века человек, покупавший бананы в США или Европе, чаще всего приносил домой не тот сорт, который сегодня считается привычным. Основой международной торговли был Gros...

Почему Джордж Расселл не смог стать чемпионом Формулы-1 в 2026 году? Разбираем основные причины поражения гонщика в этом сезоне

Джордж Расселл проводит свой восьмой сезон в Формуле-1 и впервые за долгие годы смог оказаться в борьбе за титул. Однако опытный британец, получивший самую быструю машину этого сезона, проиграл по...

Как мыши помогли сделать великое научное открытие: эксперимент, изменивший медицину

Мыши давно стали одними из главных помощников учёных. На первый взгляд, трудно представить, что небольшие лабораторные грызуны могут сыграть роль в открытиях, меняющих мировую медицину. Однако...

Инженерный курьез Philips N2205: магнитофон, который умел пищать на владельца

Летом 1970 года с заводского конвейера сошел портативный кассетный магнитофон Philips N2205 с серийным номером 57001, в схему которого конструкторы внедрили автоматическую систему остановки...

Парада ответил на критику в «Спартаке»: ошибки есть, но после гола «Локомотиву» его рано списывать

Виктор Парада уже успел почувствовать, насколько высокие требования предъявляют к футболистам московского «Спартака». Защитник, перешедший летом из испанского «Алавеса», столкнулся с критикой...

Лодка слушается с берега: как Никола Тесла показал радиоуправление в 1898 году

Весной 1898 года посетители электрической выставки в нью-йоркском Madison Square Garden останавливались у небольшого бассейна. По воде ходила тяжёлая металлическая лодка длиной около четырех...