Всесвіт завершить існування через 20 мільярдів років

Всесвіт наближається до середини свого життєвого циклу, який може тривати близько 33 мільярдів років. До такого висновку дійшов фізик з Корнелльського університету Генрі Тай, який використав оновлені дані про темну енергію для своїх розрахунків. Згідно з його дослідженням, космос продовжуватиме розширюватися ще приблизно 11 мільярдів років, після чого почне стискатися, повертаючись до однієї точки у драматичному явищі, яке називають «великим стисненням».

Генрі Тай, почесний професор фізики в Коледжі мистецтв та наук, дійшов цього висновку після оновлення теоретичної моделі, яка включає космологічну сталу. Це концепція, вперше запропонована Альбертом Ейнштейном понад століття тому, яку сучасні космологи широко використовують для опису розширення всесвіту.

«Протягом останніх 20 років люди вірили, що космологічна стала є позитивною, і всесвіт розширюватиметься вічно», зазначив Тай. «Нові дані, схоже, вказують на те, що космологічна стала є негативною, і що всесвіт завершиться великим стисненням».

Тай є відповідальним автором дослідження, опублікованого в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. Вчений пояснює, що майбутнє всесвіту залежить від значення космологічної сталої. Якщо вона позитивна, розширення триватиме безкінечно. Якщо ж вона негативна, всесвіт зрештою досягне максимального розміру, після чого змінить напрямок і повністю колапсує. Його розрахунки підтримують саме другий сценарій, за яким космос стиснеться до нуля, що означатиме остаточний кінець простору та часу.

Всесвіт, якому зараз близько 13,8 мільярдів років, продовжує розширюватися назовні. За розрахунками Тая, велике стиснення відбудеться приблизно через 20 мільярдів років від сьогодні. «Це велике стиснення визначає кінець всесвіту», написав учений у своїй роботі.

Важливою подією цього року стали звіти від Огляду темної енергії в Чилі та Спектроскопічного інструменту темної енергії в Арізоні, опубліковані навесні. Тай зазначив, що ці дві обсерваторії, одна в південній півкулі, а інша в північній, добре узгоджуються між собою. Основна ідея досліджень темної енергії цих двох груп полягала в тому, щоб з'ясувати, чи справді темна енергія, яка становить 68 відсотків маси та енергії у всесвіті, походить від чистої космологічної сталої. Вони виявили, що всесвіт не просто домінується космологічною сталою або темною енергією. З темною енергією насправді відбувається щось інше.

Тай та його колеги запропонували в статті гіпотетичну частинку дуже малої маси, яка поводилася як космологічна стала на ранніх етапах життя всесвіту, але більше так не поводиться. Ця проста модель добре відповідає даним, але переводить базову космологічну сталу в негативну область.

«Люди й раніше казали, що якщо космологічна стала негативна, то всесвіт зрештою колапсує. Це не нове», сказав Тай. «Однак тут модель говорить вам, коли всесвіт колапсує і як він колапсує».

Попереду ще багато спостережень, зазначив учений. Сотні науковців вимірюють темну енергію, спостерігаючи за мільйонами галактик та відстанню між ними, збираючи ще точніші дані для моделі. Спектроскопічний інструмент темної енергії продовжуватиме спостереження ще рік, а спостереження тривають або незабаром розпочнуться в кількох інших місцях, включаючи обсерваторію Zwicky Transient Facility в Сан-Дієго, європейський космічний телескоп Euclid, нещодавно запущену місію NASA SPHEREx та обсерваторію Віри Рубін.

Тай вважає обнадійливим те, що тривалість життя всесвіту можна визначити кількісно. Знання як початку, так і кінця всесвіту забезпечує глибше розуміння космосу, що є метою космології.

«Для будь-якого життя ви хочете знати, як життя починається і як життя закінчується — кінцеві точки», сказав він. «Для нашого всесвіту також цікаво знати, чи має він початок? У 1960-х роках ми дізналися, що він має початок. Тоді наступне питання: чи має він кінець? Протягом багатьох років багато людей думали, що він просто триватиме вічно. Добре знати, що якщо дані підтвердяться, всесвіт матиме кінець».