Генри Тай, почётный профессор физики Корнельского университета, пришёл к выводу, что Вселенная может начать сжиматься после достижения своего максимального размера примерно через 11 миллиардов лет. Это произойдёт из-за отрицательной космологической постоянной, что приведёт к «большому сжатию».
Расчёты на основе новых данных
Учёный добавил новые данные в модель, включающую «космологическую постоянную» — фактор, введённый более века назад Альбертом Эйнштейном и используемый космологами для прогнозирования будущего нашей Вселенной.
«Последние 20 лет люди считали, что космологическая постоянная положительна, и Вселенная будет расширяться вечно, — сказал Тай. — Новые данные, похоже, указывают на то, что космологическая постоянная отрицательна, и Вселенная закончится большим сжатием».
Публикация в научном журнале
Тай является автором статьи «Продолжительность жизни нашей Вселенной», опубликованной в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Текущие модели и будущее Вселенной
Согласно текущим моделям, у Вселенной есть два простейших варианта судьбы:
* Она продолжит своё нынешнее расширение вечно, если космологическая постоянная положительна.
* Если космологическая постоянная отрицательна, Вселенная достигнет максимального размера, затем начнёт сжиматься, в конечном итоге коллапсируя до нуля.
Последнее — вывод, к которому пришёл Тай с помощью своих недавних расчётов.
«Это большое сжатие определяет конец Вселенной», — написал Тай. Он определил из модели, что большое сжатие произойдёт примерно через 20 миллиардов лет.
Наблюдения за тёмной энергией
Большой новостью этого года стали отчёты Обзора тёмной энергии (DES) в Чили и Спектроскопического прибора тёмной энергии (DESI) в Аризоне. Эти две обсерватории, одна в южном полушарии, а другая в северном, хорошо согласуются друг с другом.
Цель обзора тёмной энергии этих двух групп — выяснить, действительно ли тёмная энергия — составляющая 68% массы и энергии во Вселенной — происходит от чистой космологической постоянной. Они обнаружили, что во Вселенной доминирует не только космологическая постоянная тёмной энергии. В тёмной энергии на самом деле происходит что-то ещё.
Тай и его соавторы предложили в статье гипотетическую частицу очень малой массы, которая вела себя как космологическая постоянная на ранних этапах жизни Вселенной, но больше не ведёт себя так. Эта простая модель хорошо соответствует данным, но переводит лежащую в её основе космологическую постоянную в отрицательную область.
«Люди и раньше говорили, что если космологическая постоянная отрицательна, то Вселенная в конечном итоге коллапсирует. Это не новость, — сказал Тай. — Однако здесь модель говорит вам, когда Вселенная коллапсирует и как она коллапсирует».
Продолжение наблюдений
Сотни учёных измеряют тёмную энергию, наблюдая за миллионами галактик и расстояниями между ними, собирая ещё более точные данные для ввода в модель. DESI продолжит наблюдения ещё год, а наблюдения ведутся или скоро начнутся на нескольких других объектах, включая установку Zwicky Transient Facility в Сан-Диего; европейский космический телескоп Euclid; недавно запущенную NASA миссию SPHEREx; и обсерваторию Веры Рубин (названную в честь Веры Рубин).
Тай считает обнадеживающим тот факт, что продолжительность жизни Вселенной можно количественно определить. Знание как начала, так и конца Вселенной обеспечивает лучшее понимание её устройства — цель космологии.
«Для любой жизни вы хотите знать, как жизнь начинается и как жизнь заканчивается — конечные точки, — сказал он. — Для нашей Вселенной также интересно знать, есть ли у неё начало? В 1960-х мы узнали, что у неё есть начало. Тогда следующий вопрос: «Есть ли у неё конец?» Многие годы многие люди думали, что она будет просто продолжаться вечно. Приятно знать, что, если данные подтвердятся, у Вселенной будет конец».
Предоставлено
Корнелльским университетом