Согласно новым расчётам, наша Вселенная может коллапсировать под действием собственной гравитации в течение конечного промежутка времени.
Основываясь на недавних данных о тёмной энергии, новая модель устанавливает, что срок жизни Вселенной составит всего 33,3 миллиарда лет. Поскольку с момента Большого взрыва прошло уже 13,8 миллиарда лет, это означает, что у нас осталось чуть меньше 20 миллиардов лет.
По словам физиков Хоанга Ньяна Луу из Доностийского международного физического центра в Испании, Юй-Чэн Цю из Шанхайского университета Цзяо Тун в Китае и ответственного автора Генри Тая из Корнеллского университета в США, ещё примерно 11 миллиардов лет Вселенная будет продолжать расширяться, прежде чем остановится и сменит направление на противоположное, схлопываясь до гипотетического «Большого сжатия».
«Последние 20 лет считалось, что космологическая постоянная положительна, и Вселенная будет расширяться вечно, — говорит Тай. — Новые данные, по-видимому, указывают на то, что космологическая постоянная отрицательна, и что Вселенная закончится „Большим сжатием“».
Космологическая постоянная, о которой говорит Тай, — это λ (лямбда), введённая Альбертом Эйнштейном в его общей теории относительности. Если значение λ положительно, то оно действует как сила, постоянно толкающая изнутри наружу и способствующая расширению Вселенной. Если λ отрицательна, она ведёт себя как постоянное притяжение, которое никогда не ослабевает и в конечном счёте может остановить и обратить вспять расширение.
Недавние наблюдения намекают, что тёмная энергия может меняться со временем. В новой модели данные наилучшим образом соответствуют небольшой отрицательной λ, хотя и не исключают, что λ равна нулю. Отрицательная λ должна препятствовать расширению Вселенной.
Тем не менее, согласно подавляющему большинству данных, Вселенная действительно расширяется. Но мы можем объяснить наблюдаемое поведение Вселенной, если объединим небольшую отрицательную λ с ультралёгким аксионным полем, которое сегодня ведёт себя как тёмная энергия.
Аксионы — это, как мы думаем, ультралёгкие частицы, которые также можно рассматривать как поле, пронизывающее пространство. Они были впервые предложены десятилетия назад как потенциальное решение некоторых других проблем в физике элементарных частиц.
В своём новом анализе Тай и его коллеги описывают аксион как силу, которая вначале придаёт Вселенной мягкое расширяющее воздействие, но со временем постепенно ослабевает.
В настоящий момент влияние аксионов всё ещё доминирует, толкая Вселенную наружу с увеличивающейся скоростью, поскольку гравитация ослабевает между телами, которые растягиваются всё дальше и дальше друг от друга — так что в этом сценарии Вселенная всё ещё ускоряется сегодня. Однако примерно через 11 миллиардов лет оно ослабнет настолько, что притяжение отрицательной λ возьмёт верх, остановив внешнее расширение Вселенной при максимальном размере примерно в 1,7 раза больше нынешнего. Затем Вселенная снова начнёт сжиматься и сколлапсирует до «Большого сжатия» всего за 8 миллиардов лет.
Источник: habr.com