Nauji duomenys iš pagrindinių tamsiosios energijos observatorijų rodo, kad Visata vis dėlto gali nesiplėsti amžinai. Kornelio universiteto fizikai apskaičiavo, kad kosmosas artėja prie dramatiško pokyčio: pasiekęs maksimalų dydį maždaug po 11 milijardų metų, jis gali pradėti trauktis, galiausiai pasibaigdamas „didžiuoju susitraukimu“ maždaug po 20 milijardų metų.
Visata gali neišnykti – ji gali atšokti ir vėl susispausti į tašką kosminiame „didžiajame susitraukime“ po 20 milijardų metų. Nuotrauka: „Shutterstock“
Kornelio universiteto fizikai apskaičiavo, kad Visata gali būti priartėjusi prie maždaug 33 milijardų metų bendros gyvavimo trukmės vidurio taško. Remdamasis naujai paskelbtais duomenimis iš pagrindinių tamsiosios energijos observatorijų, jie daro išvadą, kad kosmosas toliau plėsis dar maždaug 11 milijardų metų, kol pasieks didžiausią dydį. Po to jis pradės trauktis, galiausiai vėl susispaus į vieną tašką, panašiai kaip ištempta guminė juosta, kuri atšoksta atgal.
Henry Tye, fizikos Kornelio universiteto profesorius Menų ir mokslų kolegijoje, šią išvadą padarė atnaujindamas ilgalaikį modelį, pagrįstą „kosmologine konstanta“. Šią koncepciją pirmą kartą daugiau nei prieš šimtmetį pristatė Albertas Einšteinas, ir ji yra pagrindinė šiuolaikinių prognozių apie Visatos vystymąsi dalis.
„Pastaruosius 20 metų žmonės tikėjo, kad kosmologinė konstanta yra teigiama ir Visata plėsis amžinai“, – sakė Tye. „Nauji duomenys rodo, kad kosmologinė konstanta yra neigiama ir kad Visata baigsis dideliu susispaudimu.“
Tye yra straipsnio „Mūsų Visatos gyvavimo trukmė“, paskelbto žurnale „Kosmologijos ir astrodalelių fizika“ (Journal of Cosmology and Astroparticle Physics), autorius.
Didysis susispaudimas ir begalinis plėtimasis
Visatai šiuo metu yra 13,8 milijardo metų ir ji vis dar plečiasi. Standartinė kosmologija išskiria dvi tiesiogines galimybes. Jei kosmologinė konstanta yra teigiama, plėtimasis tęsiasi neribotą laiką. Jei ji neigiama, Visata galiausiai nustotų augti, pasiektų maksimalų dydį, o tada pakeistų kryptį, traukdamasi, kol viskas susitrauktų iki taško.
Atnaujintas Tye modelis patvirtina antrąjį rezultatą.
„Šis didysis susispaudimas apibrėžia Visatos pabaigą“, – rašė Tye. Remiantis jo skaičiavimais, tas kolapsas įvyktų maždaug po 20 milijardų metų.
Tamsiosios energijos duomenys iš DES ir DESI
Pagrindiniai įrodymai gauti iš naujų tyrimų, kuriuos šiais metais paskelbė Tamsiosios energijos tyrimas (Dark Energy Survey, DES) Čilėje ir Tamsiosios energijos spektroskopinis instrumentas (Dark Energy Spectroscopic Instrument, DESI) Arizonoje. Tye pažymėjo, kad šių dviejų observatorijų, esančių priešinguose pusrutuliuose, rezultatai labai sutampa.
Abu projektai siekia geriau suprasti tamsiąją energiją, kuri sudaro apie 68 % Visatos energijos. Jų tikslas – patikrinti, ar tamsioji energija yra tiesiog pastovi pačios erdvės savybė. Vietoj to, duomenys rodo, kad situacija gali būti sudėtingesnė. Atrodo, kad Visatos nevaldo vien tik gryna kosmologinė konstanta. Tamsiosios energijos elgseną gali įtakoti kažkas papildomo.
Norėdami tai paaiškinti, Tye ir jo bendradarbiai pasiūlė hipotetinę dalelę su itin maža mase. Kosmoso istorijos pradžioje ši dalelė būtų veikusi kaip kosmologinė konstanta, tačiau laikui bėgant jos poveikis būtų pasikeitęs. Šis koregavimas atitinka naujausius stebėjimus ir stumia pagrindinę kosmologinę konstantą į neigiamą teritoriją.
„Žmonės jau anksčiau sakė, kad jei kosmologinė konstanta yra neigiama, Visata galiausiai kolapsuos. Tai nėra naujiena“, – sakė Tye. „Tačiau dabar modelis parodo, kada Visata kolapsuoja ir kaip ji kolapsuoja.“
Vykdomi stebėjimai ir būsimi bandymai
Daugiau duomenų jau pakeliui. Šimtai tyrėjų tiria milijonus galaktikų ir matuoja atstumus tarp jų, kad patikslintų tamsiosios energijos įverčius. DESI toliau rinks stebėjimus dar metus. Papildomi projektai jau prisideda arba ruošiami pradėti, įskaitant Zwicky pereinamųjų procesų įrenginį San Diege(Zwicky Transient Facility in San Diego); Europos Euklido kosminį teleskopą; NASA neseniai paleistą SPHEREx misiją; ir Vera C. Rubin observatoriją.
Pradžios ir pabaigos supratimas
Tye teigia, kad džiugina tai, jog mokslininkai gali bandyti apskaičiuoti visą Visatos gyvavimo trukmę išmatuojamais terminais. Nustatant tiek pradžios tašką, tiek galutinę išvadą, kosmologai geriau supranta visą kosminę istoriją.
„Bet kuriai gyvybei reikia žinoti, kaip gyvybė prasideda ir kaip baigiasi – pabaigos taškus“, – sakė jis. „Kalbant apie mūsų Visatą, taip pat įdomu žinoti, ar ji turi pradžią? 1960-aisiais sužinojome, kad ji turi pradžią. Tada kitas klausimas yra: „Ar ji turi pabaigą?“ Daugelį metų daugelis žmonių manė, kad tai tęsis amžinai. Gera žinoti, kad jei duomenys pasitvirtins, Visata turės pabaigą.“
Hoang Nhan Luu, Yu-Cheng Qiu, S.-H. Henry Tye. The lifespan of our universe. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2025; 2025 (09): 055 DOI: 10.1088/1475-7516/2025/09/055