Если темная энергия уменьшается, возвращается ли в меню "большой разрыв"?⁠⁠

На протяжении многих веков человечество смотрело на звезды и задавалось одним из самых фундаментальных вопросов: какова же будет конечная судьба Вселенной? Будет ли она бесконечно расширяться, постепенно превращаясь в холодную и пустую бездну, или же нас ожидает более драматический финал?

Недавнее исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv группой физиков из Корнельского университета, Шанхайского университета Цзяо Тонг и других научных центров, предлагает новый взгляд на этот вопрос — и результат оказался весьма конкретным.

Опираясь на данные нескольких масштабных астрономических проектов, включая Dark Energy Survey и Dark Energy Spectroscopic Instrument, учёные создали модель, которая предсказывает, что Вселенная встретит свой конец в виде так называемого «Большого краха» примерно через 33,3 миллиарда лет. Учитывая, что на сегодняшний день возраст Вселенной составляет около 13,8 миллиарда лет, это означает, что у нас есть около 20 миллиардов лет до наступления этого события.

Это предсказание противоречит традиционному мнению о том, что Вселенная будет расширяться вечно. Согласно новой модели, после достижения максимального расширения, которое произойдет примерно через 7 миллиардов лет, процесс пойдет в обратную сторону: Вселенная начнет сжиматься, пока не сойдется в единую точку.

Ключевым элементом в понимании этой судьбы является загадочная темная энергия — таинственная сила, которая составляет около 70% всей Вселенной и отвечает за её расширение.

Долгое время темная энергия рассматривалась как космологическая постоянная — величина, которая обеспечивает постоянное давление, не позволяя расширению замедляться. Однако последние наблюдения указывают на то, что темная энергия может быть динамичной и изменяться со временем. В новой работе учёные предлагают модель, в которой роль темной энергии играет сверхлегкая частица — аксион, а также присутствует отрицательная космологическая постоянная.

Для наглядности можно представить Вселенную как огромную резиновую ленту: сначала она растягивается, расширяясь, но со временем сила упругости начинает преобладать, и лента сокращается обратно.

По расчетам исследователей, Вселенная будет продолжать расширяться, но с замедлением, пока не достигнет максимального размера — примерно на 69% больше нынешнего — через 7 миллиардов лет. После этого начнется постепенное сжатие, вызванное гравитационными силами и отрицательной космологической постоянной, которое в конечном итоге приведет к быстрому и неизбежному коллапсу.

Важно подчеркнуть, что данное предсказание сопровождается значительной степенью неопределенности. Учёные признают, что модель основана на ограниченном объеме наблюдательных данных. Концепция отрицательной космологической постоянной остается гипотетической, и альтернативные сценарии, включая вечное расширение Вселенной, по-прежнему имеют право на существование.

Особую ценность исследования придает то, что в ближайшие годы благодаря новым крупным астрономическим проектам мы сможем получить более точные данные о поведении темной энергии. Это позволит проверить, уточнить или опровергнуть предложенный сценарий «Большого краха» и, возможно, получить окончательный ответ на вопрос о судьбе Вселенной.

Даже если прогноз подтвердится, наступление «Большого краха» не стоит воспринимать как неминуемую катастрофу в обозримом будущем. Срок в 20 миллиардов лет — это колоссальный промежуток времени, за который на Земле сложная жизнь сохранится лишь около 600 миллионов лет, а Солнце уже давно погаснет, а наша галактика столкнется с соседней Андромедой задолго до начала космического коллапса.

Тем не менее, это исследование знаменует собой важный шаг вперед в нашем понимании устройства космоса. Впервые учёные выдвинули конкретное, поддающееся проверке предсказание о конечной судьбе Вселенной, предлагая точную хронологию самого драматичного события — конца всего сущего.