Кінець космології: Нерухома порожнеча Всесвіту

Всесвіт, в якому нам пощастило народитися, сповнений різноманітних космічних об'єктів. У ній безперервно щось відбувається. Небо всіяне міріадами зірок і скупчень, з його купола на нас постійно мчать потоки випромінювання і частинок, які дозволяють астрономам вивчати наш світ. Але так триватиме не завжди.


Вважається, що початок нашого Всесвіту поклав Великий вибух, що стався близько 13,7 млрд. років тому. З цього моменту і донині всесвіт постійно розширюється, причому швидкість розширення простору постійно зростає. Практично всі галактики віддаляються від нас, і чим далі розташована галактика, тим швидше вона відлітає.

Якщо екстраполювати цю тенденцію в майбутнє, то рано чи пізно повинен настати момент, коли галактики перетнуть горизонт подій і будуть відлітати від нас зі швидкістю, що перевищує швидкість світла. Це означає, що починаючи з цього моменту їх буде неможливо побачити - весь видимий Всесвіт обмежиться нашим власним зоряним скупченням. Майбутнім космологам Всесвіт буде здаватися статичним і повільно остигаючим. Причому така точка зору буде вірна для будь-якої області простору - астрофізики зможуть досліджувати тільки околиці свого зоряного «будинку».

Цю невеселу картину детально досліджували Лоуренс Краусс (Lawrence Krauss) і Роберт Шеррер (Robert Scherrer); їх стаття «Повернення статичного Всесвіту і кінець космології» (The Return of a Static Universe and the End of Cosmology) отримала нагороду Фонду досліджень гравітації. Згідно з розрахунками вчених, галактики стануть повністю ізольованими через 3 трлн. років.

Поки ж, крім віддалених галактик і квазарів, важливим джерелом інформації про Всесвіт є мікрохвильове реліктове випромінювання, що з'явилося незабаром після Великого вибуху. Оскільки Всесвіт розширюється, випромінювання зазнає червоного зміщення, причому тим більше, чим далі знаходиться спостережуваний об'єкт. Довжина хвилі реліктового фону вже істотно збільшилася, випромінювання встигло порядком «охолонути» і зараз його температура вище абсолютного нуля всього на три градуси. До часу ж, коли інші галактики сховаються з уваги, реліктове випромінювання стане настільки холодним і довгохвильовим, що його буде просто неможливо виявити.

Ще один важливий «космічний індикатор» для астрономів - вміст водню, гелію і дейтерію, і їх точне співвідношення. Такі дані дозволяють реконструювати процеси, що відбувалися незабаром після Великого вибуху. Якийсь час вона являла собою щось на зразок однієї величезного котла, всередині якого відбувалося утворення елементарних частинок і їх злиття в атоми водню з подальшим термоядерним синтезом більш важких елементів, насамперед - гелію. Під час стрімкого розширення ця вогняна куля дуже швидко охолола, після чого синтез важких елементів став можливий тільки всередині зірок. Сьогодні найлегший елемент - водень залишається і найпоширенішим. Однак у далекому майбутньому, про яке розповідають Краусс і Шреррер, у Всесвіті буде превалювати гелій, вироблений зірками. У підсумку дослідження елементарного складу Всесвіту вже не зможе пролити світло на таємницю його походження.

Лоуренс Краусс резюмує: "Зрештою Всесвіт буде здаватися статичним. Феномени, на які спирається сучасна космологія, просто зникнуть з поля зору. Ми можемо тільки сподіватися, що ті дослідження, які робляться в нашу епоху, дійдуть до майбутніх астрономів і допоможуть їм зрозуміти справжню природу світобудови ".

Читайте також про п'ять варіантів кінця Всесвіту: «Долі світобудови», про альтернативу загальноприйнятій теорії її походження: «Забутий суперник Великого вибуху», і про Нобелівську премію за дослідження реліктового випромінювання: «Нобелівська рябина».

Публікація Universe Today