Материал подготовлен редакцией ИноСМИ специально для раздела РИА Наука >>
Михаэль Оденвальд (Michael Odenwald)
Галактики, планеты, звезды – всего этого в будущем может не быть. Потому что нашу Вселенную может ожидать чудовищный конец. Новые данные космической обсерватории «Планк» обескуражили астрофизиков.
«Планк» с невиданной до этого времени точностью измерил космическое фоновое излучение, представляющее собой своего рода эхо Большого взрыва. Оно возникло, когда возраст Вселенной составлял 380 000 лет, а ее температура — 2700 градусов. Ее материя состояла из электрически заряженных атомных ядер и свободных электронов, которые абсорбировали все излучаемые световые частицы (фотоны). Поэтому поначалу она была непрозрачной. Лишь с возникновением нейтральных атомов, фотоны получили свободное движение. Но поскольку космос расширялся, длина волн увеличилась. Сегодня излучение располагается в зоне микроволн, а его температура понизилась примерно до 2,7 градуса.
Большая часть приходится на таинственную темную энергию
Благодаря этим данным исследователи получили информацию о прошлом Вселенной, ее настоящем состоянии и массовом содержании. Как оказалось, 4,9 процента Вселенной приходится на видимую материю, то есть на звезды, галактики и космические газ и пыль, 26,8 процентов — на темную материю. Большая часть, а именно 68,3 процента, приходится на таинственную темную энергию.
Новый возраст Вселенной: 13,81 миллиардов лет
Эта цифра взбудоражила исследователей. Потому что, основываясь на данных о скорости бегства ближних галактик, они знали, что их показатель сегодня составляет 74,3 км/c на мегапарсек. Разница в цифрах свидетельствует о том, что за все время сила расширения Вселенной увеличилась.
Причиной ускорения является темная энергия, которую астрономы открыли в 90-е годы на основе взрывов сверхновых звезд. Суть экзотической формы энергии по-прежнему неясна. Но речь может идти о силе, которую Альберт Эйнштейн (Albert Einstein), назвав космологической постоянной, ввел в свою общую теорию относительности. Эта теория, сделавшая его всемирно известным, была разработана еще в 1916 году, то есть задолго до открытия «бегства галактик».
Но он не мог объяснить это с точки зрения физики. Позднее это сделал Жорж Леметр (George Lemaitre). Пустое пространство (вакуум) на самом деле не является абсолютно пустым, а содержит некоторое количество энергии. Ее сила определяется квантовой теорией. Как следствие, в вакууме постоянно происходят так называемые квантовые колебания. В энергетических колебаниях возникают частицы, которые, однако, тут же друг друга уничтожают. Это происходит так быстро, что данные процессы сегодняшними средствами невозможно измерить. Возникающая при этом вакуумная энергия действует отталкивающе.
Темная энергия – пятый элемент космологии?
После того, как Хаббл открыл расширение Вселенной, Эйнштейн отказался от своей космологической постоянной, которая стала теперь избыточной, и назвал ее крупнейшей глупостью в своей жизни. Но с открытием энергии вакуума космологическая постоянная пережила грандиозный подъем. Некоторые ученые создали альтернативную модель. Они назвали темную энергию «квинтэссенцией». Так древние греки называли таинственную первичную материю, которая в качестве неуловимого пятого элемента присоединилась к первоэлементам – земле, воде, воздуху и огню. В космологии она определяется как динамичное квантовое поле.
В отличие от неизменной космологической постоянной, ее значение со временем варьируется.
Однако как дальше развивалось расширение, пока неясно. Это зависит от того, какими наблюдениями будут дополнены измерения «Планка», отмечает исследовательская группа в главе с астрономом Георге Ефстафиу (George Efstathiou) из Кембриджского университета. Если эти данные рассматривать с учетом распределения масс в ранней Вселенной, возникнут рамочные условия, свидетельствующие о космологической константе. Согласно этой модели космос расширяется равномерно, так что материя в нем все больше истончается. Галактические клубки могут исчезнуть, так что между отдельно дрейфующими в космосе звездными островами возникнет необъятная бездна.
Но это еще не последнее слово. Потому что данные «Планка», как сами по себе, так и в комбинации с наблюдениями за сверхновыми звездами и измерениями постоянной Хаббла, по мнению Эфстафиу и его коллег, свидетельствуют о преимуществе динамичной формы темной энергии как квинтэссенции. Но для таких моделей может понадобиться «экзотическая физика».
Приближается кульминация. Если в этот момент в Млечном пути еще были бы астрономы, они бы не узнали структуру космоса. Соседние галактики ускоряются, приближаясь к скорости света, и исчезают за космическим горизонтом.
Млечный путь распадается, Солнце гаснет, а Земля взрывается
Остается 30 минут до зловещего финала. В последние мгновения стремительно разрастающееся пространство разорвет даже атомы. В нулевой точке разорвется также структура пространства-времени, космос прекращает существовать. «Эта идея очень радикальная, — говорит ученый Мартин Уайт (Martin White). — Мы сейчас должны выяснить, что действительно происходит с темной энергией».
Разорванная Вселенная превратится в Большой взрыв нового космоса
Возможно, на этом еще не все закончится. Некоторые исследователи полагают, что оторванные от стремительно расширяющегося космоса частицы просто исчезнут. Другие считают, что вся Вселенная превратится в большую черную дыру. Самую неожиданную теорию выдвинули ученые Лорис Баум (Lauris Baum) и Пол Фрэмптон (Paul Frampton) из Университета Северной Каролины в Чэпел-Хилле. По их теории пространство-время распадается в финальный момент на осколки, которые отдаляются друг от друга со скоростью света.
С этого момента Большой разрыв внезапно прекращается, поскольку плотность фантомной энергии становится равной плотности всей Вселенной. Каждый осколок создает свою собственную Вселенную. Коллапс осколка, имеющего огромную энергетическую плотность, становится Большим взрывом нового космоса.
Оригинал Mysteriöse Dunkle Energie könnte Universum zerreißen