Wszechświat na granicy zagłady

Co czeka nasz wszechświat w przyszłości? Grupa fizyków opracowała hipotezę "kosmologicznego kolapsu", zgodnie z którą przestanie się on rozszerzać i zapadnie do wnętrza, a wraz z nim cała materia, którą znamy. Kalkulacje wskazują, że jest to nieuniknione i stanie się za kilkadziesiąt miliardów lat, co w skali kosmosu nie jest dużym odcinkiem czasu.

W pracy opublikowanej w "Physical Review Letters" zespół fizyków - Nemanja Kaloper z University of California oraz Davies i Antonio Padilla z University of Nottingham przedstawili ciekawy mechanizm kolapsu wszechświata.

Reklama

- Fakt, że obserwujemy skutki działania ciemnej energii jest zwiastunem zbliżającej się zagłady. Próbujemy wyciągać z tego konstruktywne wnioski. Póki co stwierdziliśmy, że proces ten rozpocznie się w ciągu kilkudziesięciu miliardów lat, ale wymaga to weryfikacji - powiedział Padilla.

Głównym założeniem badań nie jest jednak wskazanie daty końca wszechświata, a sposobu, w jaki do niego dojdzie. Nowy mechanizm może pomóc rozwiązać niektóre z największych zagadek fizyki, np. dlaczego wszechświat rozszerza się coraz szybciej i czy ma to związek z ciemną energią? Pytania te nie są nieoderwane od stałej kosmologicznej, której przewidywana gęstość energii próżni powodująca rozszerzanie wszechświata jest znacznie większa niż to, co obserwujemy.

- Pokazaliśmy tu nową drogę do rozwiązania problemu nazywanego "matką wszystkich problemów fizycznych", czyli kwestii stałej kosmologicznej. Nie wiadomo jeszcze , czy nasza hipoteza przetrwa próbę czasu, ale do tej pory pomyślnie przeszła weryfikacje i wydaje się rozwiązywać kwestie rozkładu energii próżni i grawitacji - powiedział Padilla.

Nowa hipoteza opiera się na wcześniejszych badaniach fizyków dotyczących energii próżni. Zgodnie z nowym mechanizmem, wszechświat powstał z wielu specyficznych warunków, których ewolucja doprowadziła do obecnego stanu przyspieszenia rozszerzenia. Proces ekspansji nie będzie jednak trwać wiecznie. Za jakiś czas nastąpi spowolnienie procesu rozszerzania wszechświata, jego zatrzymanie i zjawisko zupełnie odwrotne - kolaps, czyli kurczenie.

Obecnie jesteśmy w okresie przyspieszonego rozszerzania się wszechświata. Ma on już 13,8 mld lat, więc proces ten trwa co najmniej tak długo. Uczeni przewidują, że przyspieszenie to ma wartość stałą, oscylującą w granicach 10-39. Jest to wartość "naturalna technicznie", dzięki czemu zaproponowany model jest jednym z nielicznych, w których tempa przyspieszania wszechświata nie trzeba specjalnie dostosowywać. Wartość rozszerzania wszechświata jest tak niewielka, że sama energia próżni gwarantuje zahamowanie rozszerzania i rozpoczęcie kolapsu.

Hipoteza "kosmicznego kolapsu" jest jeszcze we wczesnym stadium rozwoju, a fizycy muszą stale ją ulepszać i uzupełniać o kolejne dane.

- Jest jeszcze wiele do zrobienia. Pracujemy nad opisaniem naszej teorii w kontekście lokalnym,. Dzięki temu będzie ona łatwiejsza do zrozumienia i pozostanie w zgodzie z kluczowymi prawami fizyki kwantowej, a szczególnie liniowej superpozycji. Chcemy też stworzyć nowe testy kosmologiczne i astrofizyczne. W dłuższej perspektywie, chcemy zrozumieć jak nasz model ma się do fundamentalnych teorii jak teoria strun i kwantowa grawitacja - podsumował Padilla.