Согласно расчетам физика из Корнеллского университета, наша Вселенная, возможно, приближается к середине своего жизненного пути, общая продолжительность которого составляет около 33 миллиардов лет. Используя новейшие данные крупных обсерваторий по изучению темной энергии, ученый пришел к выводу, что космос будет расширяться еще примерно 11 миллиардов лет, после чего достигнет своего максимального размера. Затем начнется обратный процесс – сжатие, которое в конечном итоге приведет к коллапсу в единую точку, подобно тому, как растянутая резинка резко сокращается.
К такому заключению пришел Генри Тай, почетный профессор физики, обновив устоявшуюся модель, построенную вокруг «космологической постоянной». Эту концепцию более века назад ввел Альберт Эйнштейн, и она оставалась центральной для современных прогнозов об эволюции Вселенной. «Последние 20 лет считалось, что космологическая постоянная положительна, а значит, Вселенная будет расширяться вечно, – говорит Тай. – Новые данные, похоже, указывают на то, что она отрицательна, и наш мир закончит свое существование в „Большом сжатии“».
На сегодняшний день возраст Вселенной оценивается в 13,8 миллиарда лет, и она все еще расширяется. Стандартная космология предлагала два основных сценария будущего. Если космологическая постоянная положительна – расширение продолжается бесконечно. Если же она отрицательна – Вселенная в конечном итоге прекратит рост, достигнет максимального размера, а затем начнет сжиматься до полного коллапса. Обновленная модель профессора Тая подтверждает второй исход. «Это „Большое сжатие“ и определит конец Вселенной», – пишет ученый. Согласно его расчетам, коллапс произойдет примерно через 20 миллиардов лет.
Ключевые доказательства гипотезы получены из новых данных, опубликованных в этом году проектами Dark Energy Survey (DES) в Чили и Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) в Аризоне. Тай отмечает, что результаты этих двух обсерваторий, расположенных в разных полушариях, очень близки. Оба проекта нацелены на лучшее понимание темной энергии, составляющей около 68% массы-энергии Вселенной. Их задача – проверить, является ли темная энергия простым постоянным свойством самого пространства. Новые наблюдения предполагают, что ситуация может быть сложнее, и на поведение темной энергии влияет нечто большее, чем чистая космологическая постоянная.
Чтобы объяснить это расхождение, Тай и его соавторы предложили модель с гипотетической частицей чрезвычайно малой массы. В ранней истории космоса эта частица вела себя как космологическая постоянная, но со временем ее влияние изменилось. Такая поправка соответствует последним наблюдениям и смещает базовую космологическую постоянную в отрицательную область. «Идея о том, что при отрицательной космологической постоянной Вселенная в конечном счете коллапсирует, не нова, – признает Тай. – Однако наша модель позволяет предсказать, когда и как именно это произойдет».
В ближайшее время ожидается поступление еще большего количества данных. Сотни исследователей изучают миллионы галактик и измеряют расстояния между ними, чтобы уточнить оценки темной энергии. DESI продолжит сбор данных еще год, а свой вклад вносят или готовятся внести и другие проекты, включая Обсерваторию имени Веры Рубин, европейский космический телескоп Euclid и недавно запущенную миссию NASA SPHEREx.
По словам профессора Тая, сама возможность вычислить общую продолжительность жизни Вселенной в измеримых терминах воодушевляет. Определение как начальной, так и конечной точки помогает космологам лучше понять полную историю космоса. «Для любой жизни мы хотим знать, как она начинается и как заканчивается. Для нашей Вселенной также интересно знать, было ли у нее начало? В 1960-х мы узнали, что оно было. Следующий вопрос: „Есть ли у нее конец?“. Долгое время многие думали, что она будет существовать вечно. Приятно осознавать, что, если данные подтвердятся, у Вселенной будет финал», – заключает ученый.
