Вселенная превратится в мёртвую пустошь

Благодаря искажающей свет гравитационной линзе, возникшей из галактического скопления, группе астрономов из агентства NASA удалось исследовать характеристики темной энергии. Это, в свою очередь, позволило определить параметры расширения Вселенной. Выяснилось, что со временем она будет становиться всё холоднее и превратится в мертвую пустошь.

Естествознание сейчас находится в начале нового, необычайно интересного этапа своего развития, который замечателен прежде всего тем, что наука о микромире (физика элементарных частиц) и наука о Вселенной (космология) становятся единой наукой о фундаментальных свойствах окружающего нас мира. Различными методами они отвечают на одни и те же вопросы. Какой материей наполнена Вселенная сегодня? Какова была ее эволюция в прошлом? Какие процессы, происходившие между элементарными частицами в ранней Вселенной, привели в конечном итоге к ее современному состоянию?

Если сравнительно недавно обсуждение такого рода вопросов останавливалось на уровне гипотез, то сегодня имеются многочисленные экспериментальные и наблюдательные данные, позволяющие получать количественные ответы.

Сегодня мы знаем все или почти все о тех "кирпичиках", их которых состоит обычное вещество — атомы, атомные ядра, входящие в состав ядер протоны и нейтроны… Космологические же данные свидетельствуют о существовании новых типов частиц, еще не открытых в земных условиях и составляющих "темную материю" во Вселенной. Скорее всего, речь идет о целом пласте новых явлений в физике микромира, и вполне возможно, что этот пласт явлений будет открыт в земных лабораториях в недалеком будущем.

Итак, доля обычного вещества (протонов, атомных ядер, электронов) в суммарной энергии в современной Вселенной составляет всего 5%. Оставшиеся 90-95% полной энергии во Вселенной — "неизвестно что". Более того, как утверждают ученые, это "неизвестно что" состоит из двух фракций — темной материи и темной энергии.

Темная материя сродни обычному веществу в том смысле, что она способна собираться в сгустки (размером, скажем, с галактику или скопление галактик) и участвует в гравитационных взаимодействиях так же, как обычное вещество. Возможно, она состоит из новых, не открытых еще в земных условиях частиц.

Понятие темной энергии впервые предложено учеными в 1998 году. Это гораздо более странная субстанция, чем темная материя. Начать с того, что она не собирается в сгустки, а равномерно "разлита" во Вселенной. В галактиках и скоплениях галактик ее столько же, сколько вне их.

Самое необычное то, что темная энергия в определенном смысле испытывает антигравитацию. А современными астрономическими методами можно не только измерить нынешний темп расширения Вселенной, но и определить, как он изменялся со временем. Так вот, астрономические наблюдения свидетельствуют о том, что сегодня (и в недалеком прошлом) Вселенная расширяется с ускорением: темп расширения растет со временем. В этом смысле и можно говорить об антигравитации: обычное гравитационное притяжение замедляло бы разбегание галактик, а в нашей Вселенной, получается, все наоборот. Не будет преувеличением сказать, что природа темной энергии — это главная загадка фундаментальной физики XXI века.

Недавно интернациональная команда ученых под руководством профессора Эрика Джулло из Лаборатории реактивного движения Jet Propulsion Laboratory в Пасадене (Калифорния, США) приблизилась еще на шаг к разгадке тайны.

В рамках проекта научного центра NASA специалисты провели сенсационное исследование и пришли к заключению, что обнаруженное ими распределение темной энергии заставит Вселенную расти вечно. Статья опубликована на сайте Telegraph.

Для этого ученые задействовали "космическое увеличительное стекло". Дело в том, что галактики в созвездии Девы являются одними из самых больших скоплением кластеров, известных науке. Благодаря своей огромной массе, они как бы заставляют свет изгибаться вокруг себя, образуя своего рода галактические увеличительные линзы.

Для наблюдения за тем, как свет из очень отдаленных звезд деформируется возле кластера галактик под названием Abell 1689, ученые использовали телескоп Хаббл и VLT (Очень Большой Телескоп) Европейской космической обсерватории. Астрономам удалось замерить первые два интересующих их параметра, и это дало им возможность вычислить третий, сообщили авторы исследования в научном журнале Science.

"Необходимо всеобъемлюще подойти к проблеме темной энергии, — заявил астроном NASA, профессор Эрик Джулло. — Преимущество нового метода заключается в том, что мы буквально можем видеть гравитационные искажения ".

В результате, получив новые данные о распространении темной энергии, ученые пришли к заключению: Вселенная обречена на бесконечный рост.

Но этот рост будет сопровождаться соответствующими изменениями — Вселенная будет становиться все холоднее и со временем превратится в мертвую пустошь, температура которой будет стремиться к тому, что ученые называют абсолютным нулем.

Один из ведущих американских космологов и соавтор этого исследования, профессор Приямвада Натараджан из Йельского университета, отметил, что этот вывод наглядно демонстрирует, "какой именно будет судьба Вселенной".

Результаты исследований с корреспондентом "Правды.Ру" обсудила старший научный сотрудник Лаборатории физики Солнца и радиоастрономии (СПбГУ), кандидат физико-математических наук Мария Лукичева:

"Можно ли ожидать открытия частиц темной материи в недалеком будущем в земных условиях? Поскольку мы сегодня не знаем их природу этих частиц, ответить на этот вопрос вполне однозначно нельзя. Тем не менее перспектива представляется весьма оптимистической.

Имеется несколько путей поиска частиц темной материи. Один из них связан с экспериментами на ускорителях высокой энергии — коллайдерами. Если частицы темной материи действительно тяжелее протона в 100-1000 раз, то они будут рождаться в столкновениях обычных частиц, разогнанных на коллайдерах до высоких энергий.

Что касается темной энергии, то ее сущность до сих пор не определена и является причиной многих споров. Известно, что она очень равномерно распределена, имеет низкую плотность, и не взаимодействует сколько-нибудь заметно посредством известных фундаментальных типов взаимодействия — за исключением гравитации. Поскольку гипотетическая плотность темной энергии не слишком велика — ее вряд ли удастся обнаружить лабораторным путем.

Если ускоряющееся расширение Вселенной будет продолжаться бесконечно, то в результате галактики за пределами нашего Сверхскопления галактик рано или поздно выйдут за горизонт событий (воображаемая граница в пространстве-времени).

Это означает, что они станут для нас невидимыми, поскольку их относительная скорость превысит скорость света. Таким образом, любая форма коммуникации далее пределов горизонта событий становится невозможной, и всякий контакт между объектами теряется. То есть Земля, Солнечная система, наша Галактика, и наше Сверхскопление продолжат существовать, в то время, как вся остальная Вселенная исчезнет вдали".

Вячеслав Локацкий