Учените предлагат начин, по който Вселената би могла да спре да се разширява и да завърши с "Голям взрив", който да пренастрои пространството и времето.

Дали Вселената ще завърши с взрив или утихне студена? Двама физици теоретици предлагат трета възможност: може би Вселената никога няма да свърши.

В изследване, което се опитва да определи естеството на тъмната енергия - загадъчно явление, за което се смята, че кара Вселената да се разширява все по-бързо и по-бързо - физиците Моли Баркмър (Molly Burkmar) и Марко Бруни (Marco Bruni) откриват, че космическото разширение не е даденост. По-скоро, пишат те, тъмната енергия може периодично да се "включва" и изключва, като ту увеличава пространството, ту го свива, докато се появят подходящи условия за нов Голям взрив - и за раждането на нова Вселена.

ГОЛЯМОТО РАЗШИРЯВАНЕ

Понастоящем нашата вселена преживява фаза на ускорено разширяване: космосът се увеличава все по-бързо с всеки изминал момент. Космолозите не разбират причината за това ускорение, което те наричат тъмна енергия. Ако това ускорение се запази, то нашата Вселена в крайна сметка ще се разшири до небитието, като цялата материя и радиация ще се разпаднат.

Това няма да е първият период на ускорено разрастване. В най-ранните моменти на Големия взрив енергиите и плътностите са били толкова екстремни, че съществуващата физика не работи - тя предвижда сингулярност, точка с безкрайна плътност, където математиката се разпада. След това Вселената преживява период на невероятно бързо разширяване, известен като инфлация, който също не е добре изяснен.

Астрономите отдавна се чудят дали тези две фази на ускорено разширяване - едната в най-ранните моменти на Големия взрив и другата в настоящата епоха - са свързани помежду си и дали същността, която задвижва и двете, избягва проблема със сингулярността на Големия взрив.

ДЕМОНИ НА ДИНАМИКАТА

За да отговорят на този въпрос, двама физици теоретици публикуват на 7 февруари в базата данни за препринти arXiv изследване, което разглежда модел на Вселената, в който тъмната енергия постоянно играе роля. Наистина има предишни изследвания, които са моделирали тъмната енергия да се "включва" в различни моменти, за да стимулират космическото разширение, но новото изследване предлага по-реалистичен модел, който включва материята и радиацията.

В новото проучване проверяват дали тъмната енергия може да избегне сингулярността на Големия взрив, да задвижи инфлацията и да ускори късната Вселена. За да се избегне тази първоначална сингулярност, Вселената не започва от точка с безкрайна плътност. Вместо това Вселената, в която живеем, би трябвало да е един от безкрайна поредица повтарящи се "Големи взривове".

В този сценарий тъмната енергия задвижва Вселената, преди тя да достигне определен размер. Но след това тъмната енергия се трансформира, принуждавайки Вселената да се свие. След това Вселената претърпява "голям срив", но точно преди да достигне състояние на безкрайна плътност, тъмната енергия се включва отново, задвижвайки период на невероятно бърза инфлация и започва цикъла отначало.

ПРЕЦИЗНО НАСТРОЕН МЕХАНИЗЪМ

Изследователите откриват модел на тъмната енергия, който изпълнява триединството. Но от решаващо значение е, че материята и радиацията не могат да присъстват в изключително ранната Вселена, в противен случай биха провалили инфлацията. Вместо това материята и радиацията би трябвало да се появят непосредствено след инфлацията, когато част от тъмната енергия се разпадне, заливайки Вселената със светлина и материя.

Все пак изследователите не успяват да намерят общ клас модели на тъмната енергия, които винаги да водят до наблюдаваните резултати. Затова изкуствено въвеждат по-малка стойност за днешното ускорено разширяване, отколкото предвижда квантовата механика, за да получат точния резултат.

Въпреки това новото изследване показва обещаваща посока, предоставяйки реална платформа за по-нататъшно изследване на подобни модели. Не е задължително хората да живеят в студен, празен космос, защото тъмната енергия може да се държи по различен начин в далечното бъдеще. Само допълнителни изследвания ще разкрият окончателната ни съдба.

Bouncing cosmology from nonlinear dark energy with two cosmological constants - Molly Burkmar, Marco Bruni https://arxiv.org/abs/2302.03710

Dark energy could lead to a second (and third, and fourth) Big Bang, new research suggests - Paul Sutter, Live Science