Ученые представили новый сценарий гибели Вселенной

МОСКВА, 24 мая — РИА Новости.

Вселенная, похоже, не собирается спокойно растворяться в холодной пустоте, как это долго предполагали многие космологи. Напротив, новый научный прогноз рисует куда более драматичную картину: космос может не бесконечно расширяться, а, наоборот, начать обратное движение и в итоге схлопнуться сам в себя. Более того, исследователи уже попытались оценить, когда может наступить этот финал.

Группа ученых из Испании представила расчеты, которые противоречат популярной модели «тепловой смерти» Вселенной, основанной на ее вечном расширении и постепенном охлаждении. По их данным, эволюция космоса может пойти по иному сценарию, где доминирующую роль сыграет не разбегание галактик, а гравитационное сжатие.

В основе новой работы лежат данные, полученные с помощью прибора Dark Energy Survey Instrument (DESI). Анализ этих наблюдений позволил исследователям сделать вывод о возможном большом сжатии Вселенной — процессе, при котором галактики, звезды, планеты и другие космические объекты будут постепенно сближаться. В конечном итоге все вещество может прийти в состояние, напоминающее те условия, которые существовали до Большого взрыва.

Если эта гипотеза подтвердится, это серьезно изменит представления о будущем космоса и о том, как именно он завершит свой цикл существования. Однако пока речь идет лишь о научной модели, которая требует дальнейших проверок и сопоставления с новыми астрономическими данными.

Современные космологические расчеты позволяют предположить, что финальная стадия существования Вселенной наступит примерно через 33,3 миллиарда лет после ее возникновения. Поскольку возраст космоса сегодня оценивается примерно в 13,8 миллиарда лет, до возможного апокалиптического сценария остается меньше 20 миллиардов лет. Такие оценки, разумеется, носят гипотетический характер, однако они помогают ученым лучше понимать долгосрочную эволюцию мироздания.

На протяжении многих десятилетий в научной среде обсуждались две ключевые модели будущего Вселенной. Первая из них предполагает бесконечное расширение: пространство будет и дальше увеличиваться, галактики постепенно отдалятся друг от друга, а температура во Вселенной будет снижаться до крайне низких значений. В результате космос может превратиться в почти полностью пустое, темное и холодное пространство, где звезды постепенно исчерпают свое топливо и перестанут образовываться новые светила.

Вторая распространенная гипотеза получила название «большое сжатие». Согласно ей, расширение Вселенной в какой-то момент может остановиться и смениться обратным процессом — все материальные структуры начнут сближаться, а пространство станет уменьшаться. В предельном варианте это приведет к тому, что Вселенная схлопнется в чрезвычайно плотную точку. Хотя сегодня ученые продолжают уточнять параметры этих сценариев, обе модели остаются важными для понимания возможного конца мироздания и процессов, которые могут к нему привести.

Будущее Вселенной во многом определяется тем, что именно представляет собой темная энергия. Эта невидимая и до конца не изученная сила влияет на расширение космоса, противодействует притяжению гравитации и заставляет галактики удаляться друг от друга все быстрее. Если ее свойства окажутся одними, Вселенную ждет бесконечное расширение, а при других условиях возможен и совсем иной сценарий.

Ранее многие физики считали темную энергию постоянной величиной, то есть космологической константой, которая не меняется со временем. Такая модель долгое время считалась наиболее вероятной, поскольку хорошо согласовывалась с наблюдениями. Однако свежие данные, полученные с помощью инструмента DESI, заставили ученых пересмотреть этот взгляд: похоже, темная энергия может не быть неизменной и способна эволюционировать в ходе космической истории.

Чтобы проверить, как именно может вести себя эта загадочная составляющая Вселенной, исследователи из Международного физического центра построили и проанализировали компьютерную модель. Их расчеты показали неожиданный результат: если текущие тенденции сохранятся, то через несколько миллиардов лет расширение может смениться обратным процессом, и звезды, планеты, а затем и целые галактики начнут сближаться, постепенно сходясь в одну точку. Такой исход напоминает состояние Вселенной до Большого взрыва и поднимает новые вопросы о том, будет ли космос иметь конец, циклическое развитие или совершенно иную судьбу.

По мнению исследователей, судьба Вселенной в долгосрочной перспективе может оказаться куда более драматичной, чем принято представлять. Новая работа, которую возглавил доктор Хоанг Нхан Луу, предлагает сценарий, при котором космос не будет бесконечно расширяться, а однажды достигнет предельного размера и затем начнет неуклонно сжиматься. Подобные модели помогают лучше понять, как крупномасштабная структура Вселенной может изменяться на протяжении невероятно больших промежутков времени.

Авторы исследования подробно описали механизм будущего коллапса. Когда Вселенная подойдет к своей максимальной протяженности, дальнейшее движение материи, по их расчетам, развернется в обратную сторону: галактики станут постепенно сближаться, а гравитационное притяжение между ними будет усиливаться. В таких условиях, как отмечают ученые, возрастут масштабы формирования черных дыр, поскольку плотность вещества и частота взаимодействий начнут быстро расти.

По мере продолжения этого процесса космическое вещество будет все сильнее стягиваться в более компактные области. Звезды, газ, пыль и другие формы материи начнут терять прежнее распределение, а крупные структуры — галактики и их скопления — будут разрушаться под действием нарастающей гравитации. На определенном этапе практически вся материя может оказаться сжатой и поглощенной гигантскими черными дырами, которые станут доминирующим элементом умирающей Вселенной.

Как подчеркивают авторы работы, в финале космос, вполне возможно, превратится в совокупность сверхмассивных черных дыр. После этого коллапс может стать самоускоряющимся и лавинообразным: все, что еще существует, будет последовательно стягиваться в одну предельную точку — сингулярность. Именно так, по гипотезе исследователей, может завершиться эволюция Вселенной в рамках данного сценария.

Пока космологи обсуждают судьбу Вселенной в целом, не стоит забывать и о более близких космических рисках, которые могут затронуть нашу галактику значительно раньше. В таком случае даже привычные оценки временных масштабов могут оказаться слишком оптимистичными. Доктор Луу отмечает, что прежде астрономы ожидали столкновение Млечного Пути с галактикой Андромеды примерно через четыре–десять миллиардов лет. Однако если сценарий большого сжатия действительно верен, то и этот прогноз придется существенно пересмотреть, поскольку эволюция космоса может пойти по совсем иному пути.

При этом ученые подчеркивают, что делать окончательные выводы пока преждевременно. Несмотря на то что результаты выглядят впечатляюще и уже вызвали широкий интерес, сами испанские физики советуют относиться к ним с осторожностью. Их работа основана лишь на первых данных, собранных проектом DESI, а значит, впереди еще проверка методик, уточнение расчетов и сравнение с другими наблюдениями. Научное сообщество только начинает детально изучать этот массив информации, поэтому выводы о будущем Млечного Пути и Вселенной могут еще не раз измениться.

Современная космология уделяет особое внимание вопросу о том, остается ли темная энергия неизменной или же ее свойства постепенно трансформируются по мере эволюции Вселенной. Именно от ответа на этот вопрос во многом зависит, какой финал ждет космическое пространство в далеком будущем. Главная интрига заключается в необходимости подтвердить или опровергнуть сам факт изменчивости темной энергии, поскольку даже небольшие отклонения в ее поведении могут существенно повлиять на общую картину развития мироздания. Если последующие наблюдения покажут, что плотность темной энергии со временем действительно меняется, это станет серьезным аргументом в пользу модели большого сжатия, при которой расширение Вселенной в какой-то момент сменится обратным процессом. В этом случае гравитация постепенно начнет доминировать, и космос может прийти к состоянию коллапса. Если же исследования докажут обратное и подтвердят постоянство темной энергии, то наука вернется к сценарию замерзающей Вселенной, в котором пространство будет и дальше расширяться, а материя — все сильнее рассеиваться и остывать. Таким образом, дальнейшие астрономические наблюдения имеют принципиальное значение для понимания не только природы темной энергии, но и судьбы всей Вселенной.

Источник и фото - ria.ru