Czy wszechświat zakończy się hukiem czy skomleniem? Para fizyków teoretyków zaproponowała trzecią ścieżkę: być może wszechświat nigdy się nie skończy.
W badaniu próbującym określić naturę ciemna energia – Tajemnicze zjawisko, które uważa się za powodujące rozszerzanie się wszechświata z każdą chwilą coraz szybciej – Fizycy odkryli, że ekspansja kosmosu nie zawsze jest dana. Zamiast tego piszą, że ciemna energia może okresowo „włączać się” i zatrzymywać, czasami powiększając wszechświat, czasami zmniejszając go, aż warunki będą odpowiednie do nowego pojawienia się. wielka eksplozja Aby tak się stało – aby narodził się nowy świat.
Wielka ucieczka
Nasz świat przechodzi obecnie fazę niekontrolowanej ekspansji: wszechświat przyspiesza z każdą chwilą. Kosmolodzy nie rozumieją, co powoduje to przyspieszenie, które nazywają ciemną energią. Jeśli to przyspieszenie będzie kontynuowane, nasz wszechświat w końcu rozszerzy się w zapomnienie, a cała materia i promieniowanie zostaną zniszczone.
Nie będzie to pierwszy okres gwałtownego wzrostu. W pierwszych chwilach Wielkiego Wybuchu energie i gęstości były tak intensywne, że obecna fizyka nie może sobie z tym poradzić – przewiduje osobliwość, punkt nieskończonej gęstości, w którym matematyka się załamuje. Potem wszechświat przeszedł przez okres niewiarygodnie szybkiej ekspansji znanej jako inflacja, która również jest słabo poznana.
Astronomowie od dawna zastanawiali się, czy te dwie fazy przyspieszającej ekspansji – jedna we wczesnych momentach Wielkiego Wybuchu, a druga w obecnej erze – były ze sobą powiązane i czy istota, która je napędzała, uniknęła problemu osobliwości Wielkiego Wybuchu.
Dynamiczne demony
Aby odpowiedzieć na to pytanie, para fizyków teoretycznych opublikowała badanie 7 lutego w Database Preprint arXiv (Otwiera się w nowej karcie) który zbadał model wszechświata, w którym ciemna energia zawsze odgrywała rolę. Poprzednie badania modelowały „przełączanie” ciemnej energii w różnych momentach, aby napędzać ekspansję kosmosu, ale nowe badania proponują bardziej realistyczny model, który obejmuje materię i promieniowanie.
Chcieli sprawdzić, czy ciemna energia może ominąć osobliwość Wielkiego Wybuchu, napędzać inflację i przyspieszyć koniec Wszechświata. Aby uniknąć tej początkowej osobliwości, wszechświat nie może zaczynać się od punktu o nieskończonej gęstości. Zamiast tego wszechświat, w którym żyjemy, powinien być jednym z nieskończonej serii powtarzających się „dużych odbić”.
W tym scenariuszu ciemna energia napędza wszechświat, dopóki nie osiągnie określonego rozmiaru. Ale ciemna energia następnie przekształca się, zmuszając wszechświat do kurczenia się. Wszechświat przeżywa wówczas poważny kryzys, ale zanim osiągnie stan nieskończonej gęstości, ciemna energia ponownie się obraca, wywołując okres niewiarygodnie szybkiej inflacji i cykl rozpoczynający się od nowa.
Precyzyjnie dostrojony mechanizm
Naukowcy odkryli model ciemnej energii, który prowadzi do trifecty. Ale co najważniejsze, materia i promieniowanie nie mogły istnieć w bardzo wczesnym wszechświecie, inaczej zepsułyby inflację. Zamiast tego materia i promieniowanie musiały pojawić się tuż po inflacji, ponieważ część ciemnej energii zniknęła, zalewając wszechświat światłem i materią.
Chociaż początkowo badacze odnieśli sukces, nie mogli znaleźć ogólnej klasy modeli ciemnej energii, które zawsze prowadziłyby do tych samych wyników. Zamiast tego musieli sztucznie ustawić mniejszą wartość przyspieszonej ekspansji prądu, niż przewiduje mechanika kwantowa, aby uzyskać dokładnie poprawny wynik.
Niemniej jednak te nowe badania wskazują obiecujący kierunek i zapewniają realną platformę do dalszej eksploracji takich modeli. Ludzie niekoniecznie muszą żyć w zimnym, pustym świecie, ponieważ ciemna energia może zachowywać się inaczej w odległej przyszłości. Tylko dalsze badania ujawnią nasze ostateczne przeznaczenie.
More Stories
Boeing może nie być w stanie obsługiwać pojazdu Starliner przed zniszczeniem stacji kosmicznej
Jak czarne dziury stały się tak duże i szybkie? Odpowiedź kryje się w ciemności
Studentka Uniwersytetu Północnej Karoliny zostanie najmłodszą kobietą, która przekroczy granice kosmosu na pokładzie Blue Origin