Галактики, планети, звезди – всичко това в бъдеще може и да го няма. Защото Вселената ни я очаква чудовищен край.
Нови данни от обсерваторията “Планк” карат астрофизиците да погледнат на бъдещето на Вселената ни от различни ъгли, пише Михаел Оденвалд (Michael Odenwald) в немското издание “Focus”.
Някои от изследователите на космоса предполагат, че Вселената ни я чака ужасен край. И вина за този край носи тъмната енергия. Тази загадъчна сила може само след няколко милиарда години да разкъса мирозданието. Учените вече са разглеждали подобен модел, но нови данни от сондата на Европейската космическа агенция “Планк” значително приближават във времето вероятността от релизирането на подобен сценарии.
“Планк” с невиждана до момента точност измерва космическото фоново лъчене, което представлява нещо като “ехо” от Големия взрив. Самото лъчене е от времето, когато Вселената е била едва на около 380 хиляди години, а температурата е била 2 700 градуса. Материята се състояла от електрически заредени атомни ядра и свободни електрони, които абсорбирали всички излъчвани светлинни частици (фотоните). Затова и материята била непрозрачна. Едва с възникването на неутралните атоми, фотоните получили свободното си движение. Но заради разширяващият се космос, дължината на вълните им се увеличава. Днес това излъчване се наблюдава в диапазона на микровълните, а температурата му е около 2,7 градуса.
Голяма част се пада на тайнствената тъмна енергия
При детайлно разглеждане се оказва, че тази температура не е постоянна. Тя е подложена на промени и колебания, които представляват отпечатъците на плътните кълба материя, от които са се зародили галактиките. В микровълновия фон се запазва този отпечатък, който сателити като “Планк” могат да измерят.
Благодарение на тези данни изследователите получават информация за миналото на Вселената, нейното настояще и разпределението на масите в нея. Оказва се, че 4,9% от Вселената е видима материя, т.е. – звездите, галактиките и космически газ и прах. 26,8% представлява тъмна материя. Но огромната част – 68,3% се падат на загадъчната тъмна енергия.
Новата възраст на Вселената: 13,81 милиарда години
Новите данни определят и по-точно някои от основните характеристики на космоса. Една от тях – възрастта на Вселената, е определена на 13,81 милиарда години. Друг “уточнен” параметър е постоянната на Хъбъл. През 1929 година Едуин Хъбъл определя, че преобладаваща част от галактиките се отдалечават от нашия Млечен път. Раздалечаването на галактиките се обуславя от това, че от времето на Големия взрив космосът непрекъснато се разширява. Постоянната на Хъбъл показва с каква скорост се случва това “разбягване на галактиките”. По новите данни от “Планк”, в ранните стадии от съществуването на Вселената, постоянната на Хъбъл е била равна на 67,3 км/с на мегапарсек.
Този резултат предизвиква и новите опасения на изследователите. На база данните за скоростта на раздалечаване на близките галактики те знаят, че в наше време този показател се равнява на 74,3 км/c на мегапарсек. Разликата в двете числа е свидетелство, че през целия живот на Вселената, скоростта на разширяването й се е увеличавала непрекъснато.
Причина за ускоряването на процеса е тъмната енергия, която учените теоретично откриват през 90-те години на ХХ век по данни от наблюдавани взривове на свръхнови звезди. Същността на тази екзотична форма на енергията и до сега не е съвсем изяснена. Може да става и дума за сила, която Айнщайн въвежда с Общата теория на относителността, наричайки я космологична постоянна. Теорията е разработена още през 1916 година, т.е. далеч преди да бъде направено откритието за “разбягващите се галактики”.
Тогава Вселената е смятана за статична. Но ако космосът наистина е неподвижен, тогава масите в него, заради въздействието на силите на притегляне, би следвало да се сблъскват една с друга. Още в началото на ХХ век астрономическите наблюдения показват, че това не се случва. Затова и Айнщайн въвежда космологическа сила на отблъскване, която трябва да уравновесява гравитацията от космическите маси.
Той обаче не могъл да обясни този факт от гледна точка на физиката. По-късно такова обяснение дава Жорж Леметр. Празното космическо пространство (вакуумът) на практика не е абсолютно празен, а съдържа някакво количество енергия. Силата й се определя от квантовата теория. Като следствие, във вакуума постоянно се случват т.нар. квантови колебания. В енергетичните колебания възникват частици, които обаче веднага взаимно се самоунищожават. Това се случва толкова бързо, че с наличните ни познания все още не можем да измерим параметрите на тези процеси. Възникващата “вакуумна енергия” действа като отблъскваща.
Тъмната енергия – петият елемент в космологията?
След като Хъбъл открива космическата експанзия, Айнщайн се отказва от своята космологична постоянна, която самият той нарича “най-голямата глупост в живота ми”. С откриването на вакуумната енергия обаче тя отново преживява подем. Някои учени създават алтернативен модел. Те наричат тъмната енергия “квинтесенция”. Така древните гърци наричали тайнствената първична материя, която в качеството на неуловим пети елемент се присъединява и обединява елементите земя, вода, въздух и огън. В космологията обаче тя се определя като динамично квантово поле. За разлика от константната космологична постоянна, нейната величина се варира във времето.
Данните от “Планк” ни дават ясна представа, че Вселената днес се разширява по-бързо, отколкото в ранните периоди от нейното съществуване. Заедно с другите астрономични наблюдения започва да се формира диференцирана картина. Космическата експанзия след Големия взрив първоначално се е забавила. При формирането си, галактиките са били много близо една до друга и съответно са се привличали по-силно, което и забавяло скоростта на раздалечаването им. Преди около 5 милиарда години обаче звездните острови вече били достатъчно раздалечени, за да може връх да вземе силата на отблъскване, пораждана от тъмната енергия. Вселената превключила от забавяне към ускоряване.
За момента обаче не е ясно как е продължило по-натам разширяването. Тулкуването на данните от “Планк” много зависи от това с какви данни от други наблюдения ще бъдат обвързани. Ако се вземат предвид например, данните за разпределението на масите в ранната Вселена, то възникват рамкови условия, свидетелстващи за космологичната константа на Айнщайн. Според този модел космосът се разширява равномерно, така че материята в него става все “по-тънка”. Галактическите струпвания постепенно ще изчезнат, така че в космоса ще останат само отделно дрейфуващи звездни острови, между които ще властва необятната бездна.
Но и това все още не е окончателно. Защото данните от “Планк”, както сами по себе си, така и в комбинация с наблюденията на свръхнови звезди и измерването на постоянната на Хъбъл, говорят за преимуществото на динамичната форма на тъмната енергия като квинтесенция. Учените обаче казват, че за описанието на такива сложни модели се налага да се ползва много “екзотична физика”.
Подобен модел в своя сценарий за “Големия разрив” вече използва физикът Робърт Колдуел (Robert Caldwell) от колежа Дартмаус в Ню Хемпшир. Той пресмята какво ще се случи, ако отблъскващата сила на тъмната енергия се увеличи. В този модел, тази сила може да достигне до онзи момент, когато ще е способна да разкъса пространство-времето. Тази суперсила Колдуел нарича фантомна енергия. А своя максимум тази сила може да достигне – в зависимост от параметрите – след 22-50 милиарда години. До този момент разширяването на Вселената постепенно ще се ускорява, а галактиките все по-бързо ще се раздалечават една от друга.
Приближава кулминацията. Ако в онзи момент в Млечния път все още има астрономи, те няма да познаят структурата на космоса. Съседните ни галактики до толкова ще се ускорят, че ще доближат скоростта на светлината и ще изчезват зад космическия хоризонт.
Млечният път се разпада, Слънцето гасне, а Земята се взривява
След това и самият Млечен път ще се разпадне, защото стремителното разширяване ще откъсне звездите от гравитационното му притегляне. При всички случаи, той вече няма да представлява спиралната галактика, каквото е запечатана в съзнанието ни днес, защото ще се е слял със съседната галактика Андромеда в гигантски елиптичен звезден остров. Към онзи момент на космоса ще му остават около 60 милиона години живот. Три месеца преди края планетите ще се откъснат от Слънцето, което ще се е превърнало в гаснещо джудже, а после Земята ще се взриви.
Остават 30 минути до зловещия финал. В последните мигове на стремително разширяващото се пространство ще бъдат разкъсани и самите атоми. В нулевата точка на края структурата на пространство – времето Вселената ще престане да съществува. “Подобна идея е много радикална”, казва за този сценарий Мартин Уайт (Martin White). “Засега трябва да определим точно какво се случва с тъмната енергия”.
Разкъсаната Вселена ще се превърне в нов Голям взрив за началото на нов космос
Много вероятно е, краят на Вселената да е ново начало на следващата. Някои изследователи предполагат, че стремително разширяващите се частици в космоса просто ще изчезнат. Други смятат, че мирозданието ще се превърне в една голяма черна дупка. Най-необичайната теория е лансирана от Лорис Баум (Lauris Baum) и Пол Фрамптън (Paul Frampton) – учени от Университета на Северна Каролина. Според тях пространство-времето в крайния момент ще се разпадне на “осколки”, които ще се раздалечават със скоростта на светлината. В този момент “Големия разрив” внезапно се прекратява, защото плътността на фантомната енергия става равна на плътността на Вселената. Всеки от тия “осколки” създава свой собствен нов Универсум – колапса на такава осколка, която притежава огромна енергетична плътност, се превръща в Голям взрив, даващ начало на нов космос.
Вашите коментари