Вселенная не будет расширяться вечно? Что такое «Большой Хруст» и почему физики снова о нем заговорили
На протяжении почти ста лет мы жили с двумя основными сценариями будущего. Либо Вселенная будет расширяться вечно, пока не остынет до абсолютного нуля в бесконечной пустоте, — сценарий известный как «тепловая смерть». Либо, если гравитации окажется достаточно, расширение сменится сжатием, и всё закончится в огненном коллапсе, обратном Большому Взрыву, — это «Большой Хруст» или «Большое сжатие».
Долгое время второй вариант казался экзотикой. Открытие ускоренного расширения Вселенной в конце 90-х, казалось, поставило на нём жирный крест, принеся своим авторам Нобелевскую премию и утвердив идею о вечном, всё ускоряющемся разлёте галактик. Но, как это часто бывает в науке, точка может оказаться многоточием.
Новое исследование группы физиков из США и Китая предлагает смелую альтернативу: Большой Хруст не просто возможен — у него может быть конкретная дата. И это меняет абсолютно всё.
Главный герой драмы: загадочная тёмная энергия
Чтобы понять, почему этот прогноз так важен, нужно разобраться с главным действующим лицом космической драмы — тёмной энергией. Это самая таинственная субстанция во Вселенной. Мы не знаем, что это такое, но видим её эффект: она составляет около 70% всей энергии-массы космоса и работает как антигравитация, заставляя пространство расширяться всё быстрее.
В стандартной космологической модели тёмная энергия — это константа. Представьте себе педаль газа, на которую кто-то нажал и заклинил в одном положении. Она обеспечивает постоянное, вечное ускорение. Но что, если это не так? Что, если тёмная энергия — не константа, а нечто динамическое, способное меняться со временем?
Именно эту идею и развивает новое исследование.
Смена сценария: от вечного разлёта к космическому коллапсу
Авторы работы предлагают модель, в которой тёмная энергия ведёт себя совершенно иначе. Вместо вечного двигателя расширения она оказывается чем-то вроде гигантской космической резинки.
Позвольте объяснить. В их модели присутствует гипотетическая сверхлёгкая частица (аксион) и так называемая «отрицательная космологическая постоянная». Поначалу эффект расширения доминирует, и Вселенная растягивается, словно та самая резинка. Галактики разлетаются, всё как мы наблюдаем сегодня. Но со временем сила натяжения этой «резинки» начинает нарастать. Энергия, толкающая всё врозь, постепенно иссякает и в какой-то момент уступает место силе, тянущей всё обратно.
И тогда… щелчок! Расширение не просто остановится — оно сменится сжатием.
Согласно расчётам, этот переломный момент наступит примерно через 7 миллиардов лет. Вселенная достигнет своего максимального размера (почти на 70% больше нынешнего) и начнёт обратный путь. Сначала медленно, а затем всё быстрее, пока примерно через 20 миллиардов лет от сегодняшнего дня всё сущее не схлопнется в точку сингулярности.
Не спешите с выводами: наука в действии
Звучит как готовый сценарий для научно-фантастического фильма, не так ли? Однако сами авторы призывают к осторожности. Наука — это не провозглашение истин, а построение проверяемых гипотез. И у этой гипотезы есть свои слабые места.
Во-первых, она построена на данных с довольно большими погрешностями. Точность современных инструментов пока не позволяет однозначно сказать, является ли тёмная энергия постоянной или нет. Во-вторых, вся модель опирается на существование аксиона и отрицательной космологической постоянной — сущностей пока чисто теоретических.
Так что же, это просто красивая спекуляция? Не совсем. Самое ценное в этой работе — её проверяемость. В ближайшие годы будут запущены новые астрономические проекты, такие как обсерватория Веры Рубин, которые смогут измерить свойства тёмной энергии с беспрецедентной точностью. Они либо подтвердят, что её сила ослабевает, либо окончательно опровергнут эту идею. Мы стоим на пороге момента, когда на один из самых фундаментальных вопросов можно будет ответить экспериментально.
Стоит ли нам волноваться о конце света?
Даже если этот драматический сценарий подтвердится, повод для паники появится очень нескоро. 20 миллиардов лет — это срок, который человеческий разум едва ли способен осмыслить.
Для контекста: нашей планете всего 4,5 миллиарда лет. Сложная жизнь существует около 600 миллионов. Человеческая цивилизация — жалкие несколько тысяч лет. За те 20 миллиардов лет, что у нас есть в запасе, наше Солнце давно превратится в белого карлика, а наша галактика Млечный Путь успеет столкнуться и слиться с галактикой Андромеды. Проблемы наших далёких потомков, если они будут существовать, будут совсем иного масштаба.
И всё же, это исследование — потрясающее интеллектуальное достижение. Оно напоминает нам, что Вселенная может быть куда более странным и динамичным местом, чем мы привыкли думать. Важность этой работы не в предсказании апокалипсиса, а в том, что она раздвигает границы нашего знания. Мы, крошечные существа на пылинке в безбрежном космосе, научились задавать вопросы о конечной судьбе всего сущего. И, что самое удивительное, мы находимся на пороге получения ответов.