Ak sa nedávne zistenia o vývoji temnej energie potvrdia, náš vesmír by mohol mať konečný dátum svojho zániku. Nové výpočty totiž naznačujú, že expanzia sa raz zastaví a všetko sa zrúti späť do jedného bodu, známeho ako „Veľký kolaps“ (Big Crunch).

Podľa najnovšieho modelu, ktorý vytvorili fyzici Hoang Nhan Luu z Donostia International Physics Center v Španielsku, Yu-Cheng Qiu zo Shanghai Jiao Tong University a Henry Tye z Cornell University, má vesmír celkovú životnosť približne 33,3 miliardy rokov. Keďže od Veľkého tresku uplynulo 13,8 miliardy rokov, znamená to, že zostáva niečo menej než 20 miliárd rokov. Približne nasledujúcich 11 miliárd rokov sa bude vesmír naďalej rozpínať, potom sa však expanzia zastaví a začne sa ďalší proces: postupné zmršťovanie až do finálneho kolapsu. Na tému upozornil portál Science Alert.

Negatívna kozmologická konštanta a temná energia

„Posledných 20 rokov si väčšina vedcov myslela, že kozmologická konštanta je kladná, a teda vesmír sa bude rozpínať naveky. Nové dáta však naznačujú, že kozmologická konštanta je záporná – a že vesmír sa skončí Veľkým kolapsom,“ vysvetľuje Henry Tye.

Tye hovorí o konštante λ, ktorú do svojej teórie všeobecnej relativity zaviedol Albert Einstein. Ak je jej hodnota kladná, predstavuje silu, ktorá vesmír neustále „rozťahuje“. Ak je však záporná, pôsobí ako neúnavná gravitačná brzda, ktorá raz zastaví a nakoniec zvráti expanziu.

Pozorovania z posledných rokov naznačujú, že temná energia, ktorá tvorí väčšinu energie vo vesmíre, sa môže meniť v čase. Nový model preto predpokladá, že jej správanie možno vysvetliť malou zápornou hodnotou λ v kombinácii s takzvaným ultraľahkým axiónovým poľom – hypotetickým kvantovým poľom, ktoré sa správa ako temná energia.

nrao.edu

Axióny, o ktorých fyzici uvažujú už desaťročia, sú častice s extrémne nízkou hmotnosťou. Pôvodne mali vysvetliť niektoré nejasnosti v časticovej fyzike, no dnes by mohli hrať kľúčovú úlohu aj pri pochopení budúcnosti celého vesmíru.

Cesta k Veľkému kolapsu

Podľa Tyeho a jeho kolegov axiónové pole v prvotných fázach vesmíru pôsobilo ako jemná sila, ktorá podporovala expanziu. Postupne však jeho vplyv slabne. Momentálne má ešte navrch, preto sa vesmír stále rozpína zrýchľujúcim tempom. Približne o 11 miliárd rokov však axión „vypustí z plachiet“ a dominantnou sa stane záporná konštanta λ. Vtedy sa expanzia zastaví, keď vesmír dosiahne asi 1,7-násobok svojej dnešnej veľkosti, a začne sa jeho kolaps.

Zmršťovanie bude podľa vedcov rýchlejšie než expanzia – v priebehu ďalších 8 miliárd rokov sa všetka hmota a energia zrazí do jedinej extrémne hustej singularity. „Je to ako jazda na bicykli do kopca s vetrom v chrbte. Ako vietor slabne, postupne spomaľujete, až sa zastavíte na vrchole – a potom sa zrútite dolu strmším svahom,“ prirovnáva Tye.

Budúcnosť plná otázok

Hoci ide o fascinujúcu predstavu, vedci upozorňujú, že tento scenár nie je istý. Dáta naznačujú, že temná energia sa mení, no dôkazy zatiaľ nie sú jednoznačné. Navyše stále nevieme, čo temná energia vlastne je. Nemusí ísť o axióny ani o častice im podobné.

Štúdia však otvára dvere novej diskusii o jednom z najzásadnejších kozmologických problémov. „Pri každom druhu života nás zaujíma, ako vzniká a ako zanikne. Pre náš vesmír je to rovnaké. V šesťdesiatych rokoch sme sa dozvedeli, že má začiatok. Teraz sa pýtame – má aj koniec? Dlho sme si mysleli, že bude existovať naveky. Ak sa naše dáta potvrdia, vieme, že raz skončí,“ uzatvára Tye.

Čítajte viac z kategórie: Novinky