Koniec nastąpi wcześniej: Naukowcy skorygowali „datę śmierci” Wszechświata

Biorąc pod uwagę obecne szacunki dotyczące wieku wszechświata, wynoszące około 13,8 miliarda lat, pozostaje nam niewiele ponad 19 miliardów lat, zanim nastąpi jego koniec, który naukowcy nazywają Wielkim Kolapsem.

Podczas gdy od Wielkiego Wybuchu, potężnej eksplozji, która, jak się uważa, dała początek wszystkiemu, co istnieje, wszechświat rozszerza się, Wielki Kolizja przyniesie odwrotny efekt – cała materia zapadnie się z powrotem w pojedynczy punkt energii, donosi Daily Mail.

Naukowcy z Uniwersytetu Cornella w Nowym Jorku i Uniwersytetu Jiao Tong w Chinach stworzyli nowy model kosmiczny, który sugeruje, że ciemna energia, czyli siła, która prawdopodobnie napędza rozszerzanie się wszechświata, z czasem osłabnie i ustąpi miejsca grawitacji.

Naukowcy wciąż próbują udowodnić istnienie ciemnej energii, ale uważają, że działa ona jak siła odpychająca, przeciwdziałając tendencji grawitacji do przyciągania wszystkiego do siebie. Gdyby ciemna energia miała całkowicie zniknąć za 33,3 miliarda lat, jak sugerują nowe badania, grawitacja wszystkich gwiazd, galaktyk i czarnych dziur spowodowałaby zapadnięcie się wszechświata pod własnym ciężarem.

Zaktualizowany model Wszechświata zakłada teraz znacznie krótszą skalę czasu naszego istnienia, która według poprzednich teorii mogła trwać bez żadnych ograniczeń.

Chelsea Gode z NASA wyjaśniła w oświadczeniu: „Czym właściwie jest ciemna energia? Krótka odpowiedź brzmi: nie wiemy. Wiemy jednak, że istnieje, powoduje ekspansję wszechświata w coraz szybszym tempie i że od 68,3 do 70 procent wszechświata stanowi ciemna energia”.

W nowym badaniu naukowcy skupili się na roli ciemnej energii w tym procesie, wykorzystując model zwany axion Dark Energy (aDE) do interpretacji najnowszych danych sugerujących, że ciemna energia zachowuje się inaczej, niż dotychczas sądzono.

Naukowcy uważali, że ciemna energia jest stałą kosmologiczną – stałą, niezmienną gęstością energii, która w nieskończoność przyspiesza rozszerzanie się wszechświata.

Należy do nich badanie z 2020 r. opublikowane w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics, którego wnioski wskazują, że ciemna energia Wszechświata ma dodatnią stałą kosmologiczną, co oznacza, że jej wartość nigdy nie spada i nadal pozwala Wszechświatowi się rozrastać.

Jednak nowy model aDE wykazał, że ciemna energia może w rzeczywistości mieć ujemną stałą kosmologiczną wynoszącą około -1,61, co sugeruje, że Wszechświat może ostatecznie osiągnąć maksymalny rozmiar, a następnie zapaść się w Wielkim Kolizju.

„Wiek naszego wszechświata jest fundamentalny dla kosmologii. Od momentu powstania teorii Wielkiego Wybuchu wiemy, że jest on skończony” – napisali badacze na serwerze preprintów Arxiv.

„Korzystając z wartości modelu najlepiej dopasowanego, dochodzimy do wniosku, że czas życia naszego Wszechświata wynosi 33 miliardy lat” – dodali w badaniu złożonym do publikacji w czasopiśmie Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Naukowcy przeanalizowali najnowsze dane z przeglądu Dark Energy Survey (DES) i instrumentu Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), które badały szybkość rozszerzania się wszechświata, wykorzystując takie zjawiska, jak eksplodujące gwiazdy (supernowe) i rozmieszczenie galaktyk.

Jak zauważa Daily Mail, wyniki wskazują, że ciemna energia może nie być tak stabilna, jak sugerowały wcześniejsze badania.

Autorzy badania wykorzystali model aDE, który obejmuje stałą kosmologiczną (wartość, która wpływa na to, czy wszechświat rozszerza się, czy kurczy) i ultralekką cząstkę zwaną aksjonem.

Dopasowując ten model do danych, naukowcy obliczyli kluczowe wartości, takie jak stała kosmologiczna i równanie stanu (miara zachowania się ciemnej energii). Następnie naukowcy wykorzystali te wartości do przewidzenia przyszłości wszechświata, obliczając, kiedy może on przestać się rozszerzać i zapaść.

W przeciwieństwie do standardowych modeli, które zakładały, że ciemna energia jest stała, ten model dopuszczał osłabianie się ciemnej energii w miarę ewolucji pola aksjonów.

Pole aksjonowe jest jak niewidzialna, ponadświetlna fala energii, która rozprzestrzenia się po wszechświecie niczym zmarszczki na stawie, ale istnieje wszędzie w przestrzeni. Zakładając, że ciemna energia jest tak elastyczna, okazuje się, że ta siła odpychająca może mieć „optymalną wartość”, która jest ujemna, co oznacza, że zaniknie wraz z upływem czasu od Wielkiego Wybuchu.

Wciąż istnieje wiele niewiadomych dotyczących końca wszechświata, jaki znamy. Po pierwsze, naukowcy wciąż nie wiedzą nawet, czym tak naprawdę jest ciemna energia.

NASA przedstawiła cztery teorie na temat niewidzialnej siły, która może powstrzymywać koniec czasu.

Jedna z teorii głosi, że jest to energia próżni, stała energia tła w kosmosie, związana ze stałą kosmologiczną Alberta Einsteina. Teoria ta powoduje szybszą ekspansję wszechświata, ale stanowi zagadkę dla współczesnych naukowców, ponieważ jej przewidywana wartość nie zgadza się z nowymi obserwacjami.

Ciemna energia może być zmieniającym się polem energii lub płynem zwanym „kwintesencją”, który wypełnia przestrzeń i działa w sposób odwrotny do zwykłej materii, zmieniając się w czasie i przestrzeni, powodując przyspieszenie rozszerzania się wszechświata.

NASA zasugerowała również, że ciemna energia może powstawać w wyniku defektów w strukturze wszechświata, takich jak hipotetyczne jednowymiarowe „fałdy” zwane strunami kosmicznymi, które powstały, gdy wszechświat był młody i rozpychały przestrzeń na zewnątrz.

Naukowcy sugerują jednak, że można to wyjaśnić wadą teorii grawitacji Einsteina, co oznacza, że rozszerzanie się wszechświata wcale nie jest zależne od ciemnej energii.