Научно-образовательный портал

Тaкoй сцeнaрий «oмoлoжeния Всeлeннoй» мoжeт нe тoлькo быть вoзмoжным в дaлeкoм будущeм, нo и сущeствeннo сoстaривaeт нaшу Всeлeннoй — вoзмoжнo, oнa бeскoнeчнo стaрaя. Дaвaйтe нaчнeм с рaзгoвoрa o сцeнe, кoтoрaя прeдшeствoвaлa рoждeнию извeстнoй и любимoй Всeлeннoй: кoсмичeскaя инфляция. Но они оба представляют энергию, присущую самому пространству, оба заставляют ткань пространства экспоненциально расширяться и при условии достаточного времени — долей секунды для инфляции и триллионов лет для темной энергии —   возьмет все, что не связано во Вселенной в единую структуру, и разорвут на части. Пока что наши лучшие доказательства указывают на то, что темная энергия все же является космологической константой, тем самым исключая второй сценарий. Два этих периода могут показаться очень разными: инфляция и ускоренное расширение, которое пришло со временем. Ответы на эти вопросы нам должны помочь найти миссии EUCLID, NASA WFIRST и LSST (большой обзорный телескоп). Существует целый класс моделей, известный в общем как квинтэссенция, которые пытаются объединить инфляцию и темную энергию. Есть что-то общее у начала нашей Вселенной, периода космической инфляции, и виновника ее конечной судьбы:   ускоряющей расширение темной энергии, что не может не приводить к мысли о том, что они связаны. Вечная инфляция — это такое ответвление инфляции, основанное на свойстве, о котором мы задумываемся нечасто. Возможно, этот переход приведет к тому, что множество маломассивых частиц — нейтрино, аксионов или еще более экзотических частиц — будут сливаться в собственные аналоги звезд, планет или даже людей. Если нам это недоступно, это не значит, что невозможно, и это одна из возможных судеб нашей Вселенной в далеком будущем, даже если пройдут гуголы лет. Потребовалось несколько лет, чтобы точно выработать все последовательности, и еще больше времени,   чтобы найти флуктуации космического микроволнового фона, которые ее подтвердили, но космическая инфляция теперь железная теория, с которой мы начинаем историю Вселенной. По материалам Этана Зигеля Когда появилась Вселенная —   полная материи и излучения — она появилась с несколькими странными свойствами: она была пространственно плоской, имела одну температуру повсюду, не имела реликтов чрезвычайно высокой энергии и обладала весьма выраженным набором регионов с повышенной и пониженной плотностью. Возможно, Вселенная уже началась при таком наборе условий, но идея космической инфляции заключается в том, что Вселенная началась с периода экспоненциального расширения, в котором огромное количество энергии было присуще самому пространству, а потом этот период закончился   и породил Большой Взрыв со всеми этими условиями. И если это так, то нет никаких причин, почему бы при прошествии достаточного времени ей не перейти в гораздо более низкое энергетическое состояние. Отсюда следует, что наша наблюдаемая Вселенная должна находиться в одном пузыре, в котором инфляция завершилась, а не состоять из множества пузырьков, которые просачиваются вместе. Если темная энергия действительно является космологической константой, она может быть остаточной, реликтовой энергией инфляционного периода, с которого все началось. Но по сценарию, разработанному Эриком Гавизером, возможно, что в конечный момент — перед тем, как само пространство треснет к чертям — эта энергия, присущая пространству, неотличимая уже в инфляционных сценариях, перейдет… в горячий Большой Взрыв. Если не существует никакого низкоэнергетического состояния для ее перехода, первый сценарий тоже можно исключить, но мы знаем недостаточно, чтобы исключить оба. В случае с кипящей водой, мы называем это перколяцией, просачиванием, когда небольшие пузырьки появляются и сливаются, создавая крупные пузыри уже на поверхности. Лучшим объяснением этого, со всей доступной нам точностью, будет то, что самому пространству присущ небольшой энергетический компонент: мы называем его темной энергией. Но пространство в космосе не просто огромно, оно еще и расширяется. В действительности, величина этих энергетических масштабов различается в 10120 раз, а это много. Если это так, она будет расти и расти, пока не приведет к сценарию «большого разрыва», когда каждая связанная структура во Вселенной в итоге разорвется на части. Математически, чтобы позволить инфляции создать нашу Вселенную, инфляцию нужно продолжать бесконечно в будущем
На другом конце спектра у нас есть тот факт, что расширение Вселенной ускоряется.