Ще се разшири ли Вселената завинаги или в крайна сметка ще се превърне в мъничка петънка?
Статия, публикувана през юни, предполага, че безкрайното разширяване не е възможно и това силно развълнува цялата физическа общност.
„Хората реагират много емоционално, защото ако това бъде открито и доказано, ще бъде впечатляващо“, казва Тим Вразе, физик от Виенския технологичен университет.
Сега Вразе и колегите му публикуваха отделно проучване, което уравновесява предишната статия. Това означава, че теорията за постоянно разрастваща се вселена все още не може да бъде изключена.
Тъмна енергия и разширяване на пространството
Нашата Вселена е просмукана с огромна невидима сила, която сякаш се противопоставя на гравитацията. Физиците наричат тази сила тъмна енергия. Смята се, че именно тя постоянно "изтласква" нашата Вселена навън, провокирайки разширяване.
Но през юни група физици публикува документ, в който твърди, че тъмната енергия се променя с течение на времето. Това означава, че Вселената няма да се разшири завинаги, но в крайна сметка може да се срине до размера, който беше преди Големия взрив.
Промоционално видео:
Почти веднага физиците откриват недостатъците на теорията: няколко независими групи впоследствие публикуват документи, предлагащи корекции на хипотезата. Документът, публикуван на 2 октомври в списанието Physical Review D, казва, че както изглежда, първоначалната хипотеза не може да бъде обоснована, тъй като не може да обясни съществуването на бозона на Хигс, за който знаем, че съществува големият адронов колайдер. Въпреки това, според Вразе, който е съавтор на тази статия, с някои теоретични корекции, хипотезата за разпадаща се вселена все още може да бъде жизнеспособна.
Как да обясним всичко, което някога е съществувало?
Теорията на струните, понякога наричана теория на всичко, е математически елегантен, но експериментално недоказан модел за комбиниране на теорията на относителността на Айнщайн с квантовата механика. Теорията на струните предполага, че всички частици, които изграждат Вселената, всъщност не са точки, а едномерни струни, които вибрират. Разликите в тези вибрации ни позволяват да видим една частица като фотон, а друга като електрон.
За да може теорията на струните да бъде обяснимо за Вселената, тя трябва да включва тъмна енергия.
Според Vraze, можете да си представите тъмната енергия като топка сред планини и долини, която представлява количеството потенциална енергия. Ако топката е на върха на планина, тя може да е неподвижна, но може да се търкаля надолу поради най-малкото смущение, така че е нестабилна. Ако топката е в долината, тя не се движи, има ниска енергия и е в стабилна вселена, защото силен тласък би причинил тя да се върти назад.
Теоретиците, работещи по теория на струните, отдавна приемат, че тъмната енергия е постоянна и непроменяща се във Вселената. С други думи, топката е в долините между планините, не се търкаля от планинските върхове и не се променя във времето.
Но една хипотеза, представена през юни, предполага, че за да работи теорията на струните, пейзажът не трябва да има планини или долини над морското равнище. (В тази концепция нашата Вселена е над морското равнище, което е метафора за точката, в която тъмната енергия започва или да разширява Вселената, или да я свива.)
По-скоро теренът има лек наклон и „топката с тъмна енергия“се търкаля надолу. "Когато се търкаля надолу, има все по-малко и по-малко тъмна енергия", каза Вразе. "Височината на топката съответства на количеството тъмна енергия в нашата Вселена."
В тази теория тъмната енергия в крайна сметка може да се „плъзне“под морското равнище и да започне да дърпа Вселената обратно до размера си преди Големия взрив.
Но има един проблем.
Доказано е, че такива нестабилни планински върхове съществуват, защото бозонът на Хигс съществува, каза Wraze. И експериментално е доказано, че частиците на Хигс могат да съществуват на тези планински върхове ("нестабилни вселени") и могат да бъдат нарушени при най-малко докосване.
Трудности със стабилността на вселените
Камрун Вафа, който работи по теория на струните в Харвард и старши автор на хипотезата от юни, потвърди, че всъщност първоначалната хипотеза има „трудности с нестабилни вселени“. И следващите статии отразяват този проблем.
Според Вразе, дори ако хипотезата бъде преработена, „все още няма да бъдем в стабилна Вселена - по-скоро всичко останало ще се промени“. Според преработената версия могат да съществуват планински върхове, но стабилни долини не могат (представете си формата на конско седло). Топката в крайна сметка трябва да започне да се търкаля и тъмната енергия трябва да се променя с течение на времето.
Но ако хипотезата е напълно погрешна, тогава тъмната енергия може да бъде постоянна, ние ще седим в долина между две планини и Вселената ще продължи да се разширява.
Той се надява, че през следващите 10-15 години спътниците, които по-точно измерват разширяването на Вселената, ще ни помогнат да разберем дали тъмната енергия е постоянна или се променя. Вафа се съгласи: "Това е вълнуващ период в космологията и се надяваме през следващите няколко години да видим експериментални доказателства за промяна на тъмната енергия във нашата Вселена."
