Найдены данные о темной материи, свидетельствующие о гибели Вселенной
Фото: Shutterstock
Сила темной энергии со временем меняется, не остается постоянной. Это следует из новой трехмерной модели нашей Вселенной, которую получила международная команда исследователей. Это, в свою очередь, означает, что Вселенная – вся целиком – погибнет довольно скоро и весьма печальным образом. Хотя наблюдательные данные точные, исследователи пока не придают своим выкладкам статус «точно установленного факта». Уж слишком радикальные выводы следуют – а они требуют экстраординарных доказательств. На днях пройдут две международные конференции, где обсудят результаты. Ознакомимся пока с ними.
Наш мир появился в результате Большого взрыва. По крайней мере, конкурирующие теории пока не слишком доказательны. В результате Большого взрыва Вселенная принялась расширяться. Что дальше?
Долги годы ученые изучали среднюю плотность Вселенной, понимая, что от этого параметра судьба мира и зависит. Если она недостаточна, Вселенная будет расширяться вечно, постепенно остывая. Галактики удалятся одна от другой. Ночное небо опустеет. Звезды со временем погаснут. Мир погибнет в холоде.
Если плотность больше определенного порога, мир, достигнув некой крайней точки, начнет сжиматься. И все по новой. Сжатие до точки – Большой взрыв, и опять, и опять.
Однако несколько десятилетий назад обнаружили, что Вселенная расширяется быстрее, чем должна была, исходя только из гравитации. Предположили, что есть еще один агент, Темная Энергия (не путать с Темной Материей), которая расталкивает вещество. Природа этой энергии абсолютно неизвестна, а хотелось бы понять. Ведь это по сути антигравитация.
Согласно современным представлениям, видимое вещество – только 4% Вселенной, темная материя (принципиально не воспринимаемая приборами сущность, однако, гравитационно активная) – еще 23%, остальное – темная энергия. Таким образом, наш мир, который, как нам кажется, завязан на гравитации, на самом деле состоит преимущественно из антигравитации. И мы полагали, что пропорции этих компонентов заданы от начала времен и не меняются.
Так вот, это не так.
В первые мгновения существования Вселенной она представляла собой бурлящий «суп» из элементарных частиц. В нем, как в супе у вас на плите, были пузыри, и эти пузыри дают громадное количество информации о том, что представляют собой и темная энергия, и темная материя.
Сохранились ли эти пузыри? Конечно. Крупномасштабная структура Вселенной сегодня (где какие скопления галактик, а где пустоты) как раз и отражает строение тех пузырей. То есть телескопы в очередной раз оказываются машинами времени.
Проект DESI, о котором речь, берет все видимое мироздание, то есть шар в поперечнике 11 миллиардов световых лет. Выявляет, где что. И ученые это выявленное накладывают на разные математические модели, чтобы понять, совпадает с теориями или нет.
Первая партия данных несколько месяцев назад загружена в научную сеть, и там 80 терабайт данных и 700 тысяч галактик и квазаров. И только что появились первые попытки все это осмыслить.
Хотя в основном наблюдательные данные говорят, что пропорции темной материи, темной энергии и видимого вещества сохраняются на протяжении всей истории Вселенной, в данных также обнаружились явные намеки на то, что мощность, или сила темной энергии меняется.
«Это очень серьезный результат, и ради него мы проводили этот эксперимент», - заявил нобелевский лауреат по физике Адам Рисс.
Результаты пока можно трактовать и так, что темная энергия ослабевает, и так, что она увеличивается. Факт - постоянной не остается.
Если ослабевает, Вселенная схлопнется вновь – мы уже обсуждали этот сценарий. Если нарастает, мы получаем более интригующий вариант, который прежде не рассматривался никогда. Примерно через 100 миллиардов лет каждая галактика, каждая звезда, да что звезда – каждый атом будут разорваны, или взорваны изнутри. Вещество как таковое прекратит свое существование. Эта красивая, но невеселая картина получила название Большой Разрыв, и многим нравится изящность всей конструкции: материя появляется в результате взрыва, и исчезает в результате разрыва.
Что же именно будут обсуждать физики теперь, ведь наблюдательные данные точны, сомнений не оставляют, а вскоре проект DESI выдаст новую порцию данных, сиди да осмысляй.
Проницательный читатель заметил, что физическая природа темной энергии нам неизвестна. В этом-то и неприятность. Мы обсуждаем то, действие чего очевидно, но природа неизвестна. С таким же успехом можно вернуться к отброшенной концепции Мирового Эфира и обсуждать его. А это уже почти и случилось. Агент, меняющий космические постоянные, в том числе Темную Энергию, назван Квинтэссенцией, о нем пишут статьи, а что это, никто не знает. Чем квинтэссенция не эфир?
Дискуссия в основном идет вокруг попыток понять физическую природу Темной Энергии. Искать ее надо уже не в телескопах, а в ускорителях, на уровне микромира. Нейтрино – главный скелет в шкафу, потому что про эту неуловимую частицу мы почти ничего не знаем. Пока в стороне бозон Хиггса, все-таки это виртуальная частица, то есть ее как бы и нет, но и он может оказаться в деле.
В общем, физики не успокоятся, пока не найдут реальную основу тому, что видят астрономы. А те подбрасывают все новые и новые наблюдательные данные.