Наш Всесвіт постійно змінюється. Багато з цих змін не зовсім позитивні. Через кілька років нам, можливо, доведеться мати справу з серйозними проблемами через виснаження Всесвіту. На жаль, багатьох людей ця тема не цікавить. Теми з космології супроводжуються досить складними термінами. Однак у цій публікації ми зробимо всі пояснення максимально простими. Простіше кажучи, ця стаття написана «непрофесіоналом», щоб усі зрозуміли. Стандартні космологічні дослідження показують, що наш Всесвіт існує близько 13,7 мільярда років. Протягом цього тривалого періоду часу Всесвіт поступово розширювався. Він почався як нескінченно мала одинична маса (дуже маленька окрема маса) і досяг величезного масштабу, який він займає сьогодні.

Сучасний Всесвіт продовжує розширюватися, навіть прискорюється. Це змушує фізиків представити темну енергію, щоб пояснити це незвичайне прискорення. Про природу темної енергії відомо небагато. Простіше кажучи, темна енергія — це теоретична форма енергії, яка діє протилежно гравітації. Це енергія, відповідальна за більшу частину розширення та прискорення Всесвіту. Однак, оскільки темна енергія може змусити Всесвіт розширюватися, вона також може змусити його стискатися. Дослідження Національної академії наук (PNAS) показує, що ця енергія змусить Всесвіт скорочуватися.

Дослідження показує, що цей час скорочення не за горами. Через 65 мільйонів років Всесвіт більше не прискорюватиметься. Через 100 мільйонів років Всесвіт почне повільно скорочуватися. Що ж, 100 мільйонів років може здатися вам довгим терміном. Однак у науках про Землю та планети 100 мільйонів років — це не так багато.

Дратує прискорення

Ейнштейн створив загальну теорію відносності в 1915 році, зробивши космологію справді наукою. Рівняння поля Ейнштейна містять відповіді на запитання про походження та еволюцію Всесвіту. Але це не дає статичного рішення за космологічною моделлю. Це означає, що рівняння Ейнштейна не описують Всесвіт, який постійно розширюється або стискається. Ейнштейн вважав, що Всесвіт має бути у вічному статичному стані.

Проте наступні астрономічні спостереження здивували всіх. У 1929 році астроном Едвін Хаббл спостерігав червоні зміщення позагалактичних галактик. Це означає, що вони були галактиками, які віддалялися від нас. Ейнштейну довелося відмовитися від своєї космологічної постійної. Згодом Ейнштейн вніс деякі корективи у свої рівняння. Він визнав той факт, що Всесвіт не буде у вічному статичному стані.

Але на цьому проблема не закінчилася. Тепер, коли наш світ розширюється, у міру того, як Всесвіт стає більшим, щільність матерії у Всесвіті стає меншою. Крім того, відповідна щільність енергії стає меншою. Згідно з прогнозами рівнянь поля Ейнштейна, розширення Всесвіту має поступово сповільнюватися. Проте астрономічні спостереження вкотре перевершили всі очікування. У 1998 році астрономи розрахували швидкість розширення Всесвіту на основі даних спостережень наднової Ia. Вони виявили, що розширення Всесвіту не сповільнюється, а прискорюється.

Всесвіт продовжує розширюватися

Фізики спантеличені відкриттям того, що швидкість розширення світу не зменшується, а збільшується. Щоб дати пояснення, фізики вважають, що у Всесвіті існує невідомий клас речей. Енергія цих речей не зменшується, коли Всесвіт стає більшим. Щільність енергії цих класів речей залишається постійною. Отже, коли Всесвіт розширюється вдвічі від початкового розміру, загальна кількість цієї енергії також подвоюється.

Включення цієї невідомої енергії в космологічну модель фактично еквівалентно підбору космологічної сталої, відкинутої Ейнштейном. Це дозволяє рівнянням поля Ейнштейна дати рішення прискореного розширення.

Ця невідома енергія тепер відома як «темна енергія». Фізики підрахували, що темна енергія повинна становити приблизно 70 відсотків усього вмісту сучасного світу. Однак що ж насправді являє собою ця загадкова енергія і як її описати у фізиці? Існують значні розбіжності щодо того, як це описати серед науковців. Пізнання темної енергії пов’язане з нашим передбаченням майбутньої долі Всесвіту. Ймовірно, у майбутньому Всесвіт перестане розширюватися і почне звужуватися. Це може статися, лише якщо щільність енергії темної енергії не є постійною, а змінюється з часом. Це займе всього 100 мільйонів років.

Доля Всесвіту через 100 мільйонів років

Останні дослідження показали, що щільність темної енергії з часом зменшується. Згодом темна енергія починає поводитися як звичайна матерія. Цей перехід може бути досягнутий за 65 мільйонів років. Це призведе до прискорення розширення Всесвіту. І через 100 мільйонів років темна енергія стане привабливою. Це призведе до того, що світ почне зменшуватися.

Модель передбачає, що час скорочення для Всесвіту не за горами. Однак спочатку процес буде дуже повільним. Можуть знадобитися мільярди років, щоб Всесвіт досяг половини свого сьогоднішнього розміру. Але з іншого боку, всі спостереження розширення походять від об’єктів, віддалених від мільйонів до мільярдів світлових років. Це говорить нам про минуле світу, а не про його теперішнє чи майбутнє. Отже, також можливо, що Всесвіт почав скорочуватися. З усім тим, ми на Землі усвідомимо це лише через багато часу.

Висновок

Загалом ми впевнені, що світ не буде тут вічно. Релігійні (християни) можуть навіть пов’язати його руйнування чи згортання зі словами Біблії. Однак у нас поки що немає способу точно дізнатися, чи справді темна енергія є «речовиною». Ми також не можемо сказати, чи почало розширення Всесвіту сповільнюватися.