Прекратит ли Вселенная когда-нибудь расширяться?
09:24 02.09.2023 (обновлено: 10:28 02.09.2023)
© Photo : NASA/ESA/L. Ho (Peking University)Галактика NGC 5005 в созвездии Гончие Псы
© Photo : NASA/ESA/L. Ho (Peking University)
Подписаться
Ученые спорят о том, как выглядит будущее космоса и перестанет ли пространство когда-нибудь становиться все больше и больше.
ЕРЕВАН, 2 сен — Sputnik. С Земли ночное небо выглядит довольно статичным. Конечно, звезды вращаются из вечера в вечер, и планеты движутся между ними. Но с земной точки зрения небесная сфера кажется практически неизменной, пишет scientificamerican.com.
Однако восприятие - это не реальность: наши глаза не замечают, что за пределами ближайших планет, звезд и галактик все удаляется от нас. Вселенная постоянно расширяется — все более быстрыми темпами.
"Когда мы говорим, что Вселенная расширяется, мы имеем в виду нечто довольно буквальное. Я думаю, это немного отличается от расхожих представлений. Но мы имеем в виду, что расстояние, на которое объекты удаляются от нас — особенно другие галактики — увеличивается", - говорит Дэн Сколник, адъюнкт-профессор физики в Университете Дьюка.
Сейчас ученые не знают, будет ли это расширение продолжаться бесконечно, а если да, то будет ли оно ускоряться до бесконечности. Конечное состояние Вселенной — будет ли она расширяться так быстро, что разорвется на части, продолжит спокойно увеличиваться и остывать или в конечном итоге обратится вспять и замкнется в себе — будет определяться балансом темной материи, темной энергии и обычной материи и энергии в пространстве. Две неизвестные, или темные, части этого уравнения составляют 95% Вселенной, и их природа ускользает от ученых, которые не знают, как вклад этих компонентов в историю жизни Вселенной может меняться со временем.
Около 100 лет ученые знали о космическом расширении и о том, что оно было следствием Большого взрыва — когда вся материя и энергия во Вселенной взорвались из одной плотной горячей точки и распространились наружу, расширяя по ходу движения само пространство. Ученые ожидали, что это расширение замедлится по мере старения Вселенной; гравитационное притяжение между частицами материи будет действовать как тормоз. И это было правдой — какое-то время. Но это был не конец истории.
Люди — с начала нашего существования и по сегодняшний день — похоже, живут как раз в ту космическую эпоху, когда замедление расширения сменилось ускорением. Астрономы обнаружили этот переворот, хотя им потребовалось некоторое время.
Объяснение этого нажатия на педаль газа несколько неудовлетворительно. Это вызвано присутствием "темной энергии", термина, который описывает то, что происходит, но не объясняет, почему именно.
Темная энергия пронизывает пустую часть Вселенной — вакуум. Чем бы это ни было, оно создает силу отталкивания, которая раздвигает все на части и притягивает гравитацию.
"Чем больше места, тем больше предметов отталкивается друг от друга, а это значит, что Вселенная будет расширяться все быстрее и быстрее, и предметы будут отталкиваться друг от друга все быстрее и быстрее", - говорит Сколник.
Чтобы понять, как выглядит космическое расширение прямо сейчас, ученые могут наблюдать астрономические сигналы для измерения так называемой постоянной Хаббла. Это число представляет текущую скорость расширения Вселенной.
Долгое время, говорит Сколник, у ученых была история расширения Вселенной — и связанного с ней массива темной материи, темной энергии и светлой материи и энергии, — которая имела смысл. Но сейчас, по его словам, пазл не складывается.
Если базовая картина физиков о том, как устроена Вселенная, верна, нас ждет большая заморозка: космос будет расширяться умеренно быстрее, материя будет распространяться, звезды умрут, новые звезды не смогут образоваться, и космос погрузится во тьму и холод.
Если, с другой стороны, темная энергия работает не так, как мы предполагаем, то мы, возможно, движемся к другому концу. Если, например, ее сила меняется со временем и становится сильнее по мере развития Вселенной, нас ждет Большой разрыв: Вселенная будет расширяться достаточно быстро, чтобы разорваться на части.
Но не все согласны. Пол Стейнхардт, физик-теоретик из Принстонского университета, говорит, что теоретически формы темной энергии могут зависеть от времени по-другому.
"Это происходит от того, что Вселенная ускоряет свое расширение, потом замедляет его, потом оно останавливается, а затем начинает сжиматься", - говорит он.
Это называется Большим сжатием. В некоторых космологических моделях, которые исследует Стейнхардт, сжатие может снова превратиться в расширение и создать своего рода циклическую Вселенную.
"Суть, как предполагают все эти возможности, в том, что никто не знает наверняка. Мы потеряли предсказуемость", - считает он.