Теорія Великого розриву. На Всесвіт чекає жахлива смерть: винна темна енергія

Згідно з теорією Великого розриву, на нас чекає майбутнє, у якому Всесвіт буде розірвано на частини й він перестане існувати в тому вигляді, у якому ми його знаємо. Спочатку розірвуться на частини скупчення галактик, потім самі галактики, після цього зникнуть зірки, планети, а пізніше й самі атоми. Тобто врешті-решт сам простір-час розірветься на частини. Хоча це складно уявити, але є деякі докази, що такий розвиток подій може статися, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Фантомна темна енергія

Наприкінці 90-х років минулого століття вчені вперше виявили існування темної енергії — загадкової субстанції, що сприяє прискореному розширенню Всесвіту. Фізики досі не знають, звідки вона взялася, що це таке та як поводитиметься в майбутньому.

Деякі фізики припустили, що темна енергія — це космологічною постійною. Тобто ця субстанція, що пронизує весь простір і час, існує скрізь і є сталою в тому сенсі, що на не змінюється та є однаковою скрізь.

Інші фізики припустили, що субстанція, яка стоїть за темною енергією, може з часом подвоюватися, і це призводить до сильнішого впливу темної енергії. Тобто в цьому випадку йдеться про фантомну темну енергію, яка провокує ще сильніше прискорення розширення Всесвіту.

Всесвіт розривається

Завдяки сильному прискоренню розширення космосу галактики починають віддалятися одна від одної зі швидкістю, що перевищує швидкість світла. Це призведе до того, що галактики почнуть розриватися на частини, адже частинки, із яких вони складаються, перестануть взаємодіяти одна з одною за допомогою відомих фундаментальних сил природи. Згідно з теорією Великого розриву, в підсумку це призведе також до розриву зв'язків у ядрах атомів. Тобто в новому Всесвіті будь-які дві точки, незалежно від того, як близько вони перебували раніше, будуть розташовані нескінченно далеко одна від одної. Сама структура простору-часу, тобто ті фундаментальні основи, які змушують Всесвіт працювати так, як ми знаємо, поводитимуться інакше. Простіше кажучи, Всесвіт розпадеться на частини.

Що кажуть фізики?

Більшість фізиків не вірить у реалізацію основ теорії Великого розриву. Неясно, яким чином процес розриву Всесвіту взаємодіє з іншими законами фізики. Наприклад, фундаментальну складову матерії, тобто елементарну частинку кварк, із якої складаються електрони та протони, неможливо розірвати на частини. Якщо спробувати це зробити, то знадобитися так багато енергії, що це призведе до появи нових кварків. Тобто розрив кварків може призвести до появи невідомих взаємодій між частинками.

Із іншого боку, противники теорії Великого розриву вважають, що фантомна темна енергія не поводиться відповідно до законів фізики. Щоб так сталося, субстанція, що стоїть за цією енергією, повинна мати негативну кінетичну енергію. Для розуміння контексту є приклад: уявіть, що м'яч мимовільно котиться вгору по схилу. Але якщо такий порядок речей існує, то це вже вказує на існування іншої невідомої фізики.

Докази Великого розриву

Протягом багатьох років фізики намагаються виміряти силу темної енергії. Учені це роблять за допомогою параметра під назвою космологічне рівняння стану, і він показує залежність тиску від щільності енергії. Космологічна постійна відповідає параметру, що дорівнює -1, тоді як варіант із фантомною темною енергією показує параметр, нижчий за це значення.

Поки що всі астрономічні вимірювання сумісні з космологічною постійною. Але як не дивно, усі ті самі вимірювання також вказують і на менше значення. Тобто фантомна темна енергія може існувати.

Одні фізики схиляються до того, що подальші вимірювання повернуть усе в норму і жодних відмінностей немає. Інші фізики продовжують наполягати на існуванні явищ, які узгоджуються із законами фізики, і все ж допускають фантомну темну енергію. А може все ж таки існує нова фізика, яка поки що вважається неможливою, але може виявитися реальністю?

Навіть якщо теорія Великого розриву правильна, то Всесвіт точно не розпадеться на частини найближчим часом. Це станеться протягом сотень мільярдів років.

Фокус уже писав про те, що вчені розповіли, як почалося життя нашого Всесвіту і якою може бути його потенційна смерть.