Физики рассчитали, когда начнет сжиматься Вселенная

Новое исследование, опубликованное на сервере препринтов в arXiv, предсказывает, что наша Вселенная «завершится» через 33,3 миллиарда лет в результате так называемого «Большого хруста», когда все пространство сожмется в одну точку. Учитывая текущий возраст Вселенной — 13,8 миллиарда лет — это означает, что у нас остается около 20 миллиардов лет.

Эти выводы основаны на данных проектов Dark Energy Survey (DES) и Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). Они указывают на то, что темная энергия может быть не постоянной, как считалось раньше, а динамичной и нестабильной — и, возможно, даже со знаком минус, что ведет к обратному процессу: сжатию, а не расширению.

Судьба Вселенной — один из главных вопросов космологии. До сих пор преобладала теория, что темная энергия (около 70% всей энергии во Вселенной) обеспечивает бесконечное расширение. Но новое исследование предлагает другую картину: через 7 миллиардов лет расширение прекратится, и начнется обратный процесс — сжатие. Это ставит под сомнение принятую сегодня стандартную модель Вселенной (ΛCDM) и открывает путь к новым подходам в космологии.

Что такое темная энергия и модель aDE?

Темная энергия — это загадочная сила, ускоряющая расширение Вселенной. 

Ученые предложили модель aDE (axion Dark Energy). Она включает:

• ультралегкий аксион — гипотетическая частица, похожая на колеблющуюся волну, влияющую на темпы расширения;
• космологическую константу, которая может быть не только положительной, но и отрицательной. Если она действительно отрицательна, как предполагают авторы, то это означает, что со временем гравитация начнкт преобладать и приведкт к сжатию всей Вселенной.

Как проводили исследование?

Анализ базировался на следующих наблюдениях:

• барионные акустические осцилляции (BAO) — своеобразное «эхо» ранней Вселенной, отражающее распределение галактик;
• сверхновые звезды — по их яркости можно судить о скорости расширения космоса;
• космический микроволновый фон (CMB) — реликтовое излучение, оставшееся от Большого взрыва.

На основе этих данных ученые рассчитали параметры модели, которые хорошо согласуются с наблюдениями и одновременно указывают на возможность сжатия в будущем.

«Существует высокая вероятность, что космологическая константа отрицательна, а это ведет Вселенную к сжатию», — отмечают авторы статьи.

Ученые отмечают, что будущие данные от проектов DESI, Euclid и телескопа Рубина помогут уточнить расчеты.

«Хотя «Большой хруст» может наступит не скоро, это исследование меняет наше понимание космоса. Оно показывает, что темная энергия — не статичное поле, а, возможно, живая и изменчивая сила, способная кардинально изменить ход эволюции Вселенной.», — отмечают аторы исследования