Yra keli klausimai, kurie verčia mus miegoti naktį, ir jie yra susiję su galutiniu viso kosmoso likimu. Žvaigždės užsidega, jos pakeičiamos naujomis, jos taip pat sudega ir viskas kartojasi tol, kol Visatoje baigsis kuras. Galaktikos susilieja ir išstumia materiją, o erdvė tarp galaktikų grupių ir klasterių plėsis amžinai. Tamsi energija lemia, kad šis išsiplėtimas yra ne tik nepastebimas, bet ir spartėjantis. Bet ar tai bus pabaiga? Ar šis „didelis atotrūkis“(kai viskas baigiasi be galo toli vienas nuo kito) gali sukelti naują „didelį sprogimą“? Kai Visata plečiasi pakankamai greitai, kad atplėštų atomus ir atskirtų kvarkus nuo jų … Ar susiformuos kvarko-gluono sriuba?
Rizikuoja visatos likimas, kad ir ką pasakytume.
- „Salik.biz“
Kas yra visatos gale?
Jei pažvelgsite į tolimą, atsitiktinę galaktiką visatoje, yra didelė tikimybė, kad pamatysite, kad jos švytėjimas yra raudonesnis nei žvaigždžių, švytinčių mūsų galaktikoje. 1920-aisiais mokslininkai atrado, kad šis modelis išliko kaip visuma: kuo toliau nuo jūsų galaktika, tuo raudonesnė jo šviesa. Bendrojo reliatyvumo kontekste greitai paaiškėjo, kad tai įvyko dėl paties erdvės audinio išplėtimo laikui bėgant.
Kitas žingsnis buvo įvertinti, kaip greitai visata plėtėsi ir kaip laikui bėgant ši sparta kito. Priežastis, kodėl tai buvo svarbu teoriniu požiūriu, yra ta, kad visatos išsiplėtimo istorija nulėmė tai, kas joje buvo. Jei norite sužinoti, iš ko pagaminta jūsų visata, didžiausiais masteliais jums padės išmatuoti, kaip visata išsiplėtė per kosminį laiką.
Jei jūsų visata užpildyta materija, jūs galėtumėte tikėtis, kad išsiplėtimo greitis sumažės proporcingai kiek praskiesta materija. Jei jis užpildytas radiacija, išsiplėtimo greitis dar labiau sumažės, nes pati radiacija vėl pasislenka ir praranda papildomą energiją. Visata, turinti erdvinį kreivumą, kosmines stygas ar energiją, būdingą pačiai kosminei erdvei, vis tiek vystysis skirtingai, priklausomai nuo visų energijos komponentų santykio.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Remdamiesi visu matavimų rinkiniu, kurį galėjome atlikti, įskaitant kintamas žvaigždes, skirtingų tipų ir savybių galaktikas ir Ia tipo supernovas, taip pat kosminį mikrobangų foną ir galaktikų grupavimą ir koreliaciją, mes sugebėjome tiksliai nustatyti, iš ko yra sukurta visata. Visų pirma ją sudaro:
- 68% nuo tamsiosios energijos;
- 27% tamsiosios medžiagos;
- 4,9% nuo paprastų medžiagų;
- 0,09% neutrinų;
- 0,01% radiacijos.
Pliusas arba minusas, kiekvienu atveju pritaikant keletą dešimtosios procentų.
Mūsų Visata, kurioje vyrauja tamsi energija, yra ypač įdomi, nes šis komponentas Visatoje neegzistavo, jau nekalbant apie jos vyravimą. Ir vis dėlto mes esame čia, 13,8 milijardo metų po Didžiojo sprogimo, gyvendami visatoje, kurioje tamsioji energija skatina visatos plėtimąsi.
Yra tiek daug klausimų, susijusių su tamsiąja energija. Kokia jo prigimtis? Iš kur jis atsiranda? Ar ji pastovi, ar keičiasi bėgant laikui? Nėra galutinių atsakymų, tačiau viskas rodo, kad tamsi energija yra kosmologinė konstanta. Kitaip tariant, ji elgiasi kaip nauja energijos forma, būdinga pačiai erdvei. Visatai plečiantis, ji sukuria naują erdvę, kurioje yra toks pat vienodas tamsiosios energijos kiekis.
Šiaip ar taip, tai geriausias mūsų vaizdas iki šiol. Teoriniu požiūriu yra žinomi keli būdai, kaip sukurti kosmologinę konstantą, todėl šis paaiškinimas - tol, kol duomenys su juo sutiks - išliks pirmenybinis. Tačiau nėra jokios priežasties, kodėl tamsi energija negalėjo būti sudėtingesnė.
Tai gali būti kažkas, kas laikui bėgant suyra, vis mažiau ir mažiau tankus, nors šiek tiek. Tai gali būti kažkas, kas keičia ženklą tolimoje ateityje ir lemia Visatos atstatymą dideliu paspaudimu. Tai taip pat gali būti kažkas, kas laikui bėgant sustiprėja, laikui bėgant pagreitina ir plečia visatą. Būtent ši variacija lemia „Big Rip“scenarijų.
Kai mes kalbame apie bet kokį energijos komponentą Visatoje, mes kalbame apie jo būsenos lygtį, kuri apibūdina, kaip ji laikui bėgant vystosi Visatoje. Astrofizikai tam naudoja parametrą w, kur w = 0 atitinka materiją, w = 1/3 atitinka radiaciją, w = -1 atitinka kosmologinę konstantą.
Atrodo, kad tamsiosios energijos vertė yra w = -1, tačiau tai nėra tikslu. Pavyzdžiui, naujas „Subaru Hyper Suprime-Cam“bendradarbiavimo darbas pridėjo naujų apribojimų tamsiosios energijos lygčiai. Nors tamsiosios energijos atitiktis w = -1 gana įtikinamai, taip pat spėliojama, kad ji gali būti dar neigiama. Jei iš tikrųjų yra - jei paaiškėja, kad w <-1, o ne lygus -1 - tada Didysis Ripas yra neišvengiamas.
Jei gresia Didysis Ripas, laikui bėgant (dėl tamsios energijos) ne tik besiplečianti Visata, bet ir tolimi objektai įsibėgės nuo mūsų greičiau ir greičiau. Bet objektus, kuriuos laiko kažkokia pagrindinė jėga, ilgainiui suplėšys didėjanti tamsiosios energijos jėga.
Daugelį milijardų metų ateityje mūsų vietinė grupė pamatys, kaip pakraščio žvaigždės bus išmestos į kosmosą, kaip jos bus atsietos gravitaciniu požiūriu iš mūsų tolimos galaktikos: Milkomedo. Laikui bėgant, vis daugiau žvaigždžių bus išmetamos į išorę, kol struktūros, kurias mes žinome kaip galaktikas, sugrius ir taps milijardų nesusijusių žvaigždžių ir žvaigždžių lavonų kolekcija.
Laikui bėgant, planetos bus išstumtos iš savo saulės sistemų, nes sustiprės tamsi energija ir net pačios planetos bus atitrūkusios. Pačiomis paskutinėmis akimirkomis objektai, kuriuos laiko atominės ir molekulinės jėgos, bus atitrūkę, elektronai bus atitraukti nuo jų atomų, subyrės atominiai branduoliai ir net patys kvarkai bus atskirti. Ir tada jie sprogs.
Ar laukiame naujo Didžiojo sprogimo?
Jei Didysis Ripas yra teisingas Visatos vystymosi modelis, viskas Visatoje bus redukuota į pačius pagrindinius komponentus, tam tikra prasme griežtai atitinkančią pirmuosius Didžiojo sprogimo etapus.
Tačiau ši kvarko-gluono plazma skirsis nuo to, kokia ji buvo Didžiojo sprogimo metu. Pirma, didysis sprogimas yra karštas ir tankus, o didelis plyšys bus ypač šaltas ir difuzinis. Antra, Didysis sprogimas pasižymi tuo, kad visa materija ir energija Visatoje yra suspausta į mažą erdvės tūrį, tačiau Didžiajame plyšyje jie bus išsklaidyti per trilijonus šviesos metų. Be to, didysis sprogimas reiškia santykinai mažos entropijos būseną, tačiau didžiojo sprogimo metu entropija bus 10 (iki 35 galios) kartų didesnė nei didžiojo sprogimo metu.
Tačiau yra vilties.
Galbūt tamsi energija, kuri atves į Didįjį Ripą, gali paleisti visatą iš naujo. Jei tamsiosios energijos stiprumas padidėja, ši tamsi energija yra būdinga pačiam kosmoso audiniui, tai reiškia, kad ji gali būti visiškai analogiška ankstyvajam mūsų Visatos istorijos periodui, kai kosmosas plėtėsi didžiuliu greičiu: kosmine infliacija. Infliacija pašalina visą egzistuojančią materiją ir energiją Visatoje, palikdama tik kosmoso audinį. Po infliacijos periodo energija kažkaip virsta dalelėmis, dalelėmis ir radiacija, kuri veda į Didįjį sprogimą. Šis scenarijus buvo svarstomas anksčiau ir yra žinomas kaip atjauninta visata.
Jei Didysis Ripas yra tikrasis Visatos pabaigos scenarijus, jis paprasčiausiai suplėšys visą materiją ir Visata bus labai tuščia, tačiau su didžiuliu energijos kiekiu, būdingu pačiai erdvei. Jei energijos yra labai daug, gali būti, kad sprogs pats kosmoso audinys - tačiau tai yra visiškai kitas scenarijus.
Ilja Khel