Ще се разшири ли Вселената завинаги или в крайна сметка ще се срине в мъничка петънка?
Документ, публикуван през юни, предполага, че безкрайното разширяване е невъзможно според основна теория на физиката - предположение, което създава огромни вълни във физическата общност.
„Хората получават много, мило, емоционално отношение към него, защото ако това е вярно и открито, би било грандиозно“, казва Тим Ураз, физик от Виенския технологичен университет.
Сега, Wrase и неговите колеги публикуваха отделно проучване, което поставя огромна дупка в този аргумент, което означава, че все по-разширяващата се вселена все още не може да бъде изключена.
Тъмна енергия и космическа експанзия
Нашата Вселена е просмукана с огромна, невиждана сила, която сякаш се противопоставя на гравитацията. Физиците наричат тази сила тъмна енергия и се смята, че тя постоянно изтласква нашата Вселена навън.
Но през юни група физици публикуваха книга в журнала за предпечатници arXiv, в който се внушава, 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.
Почти веднага обаче физиците откриват проблеми с теорията: Няколко независими групи впоследствие публикуват документи, които предлагат преразглеждане на предположението. Документ, публикуван на 2 октомври в списанието Physical Review D, предполага, че както изглежда, оригиналната предположение не може да бъде вярна, тъй като не може да обясни съществуването на Хигс бозона - който знаем, че съществува благодарение на Големият адронов сблъсък, масовият сблъсък на частици на границата между Франция и Швейцария.
Все пак, с малко теоретично преодоляване, хипотезата на рушищата се вселена все още може да бъде жизнеспособна, каза Wrase, съавтор на новата книга Physical Review D, пред Live Science.
Как да обясним всичко, което някога е съществувало?
Теорията на струните, понякога наричана теория на всичко, е математически елегантна, но експериментално недоказана рамка за обединяване на теорията на Айнщайн за обща относителност с квантовата механика. Теорията на струните предполага, че всички частици, които изграждат Вселената, всъщност не са точки, а едноизмерни струни, които вибрират - и 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.
Представете си тази тъмна енергия като топка в пейзаж от планини и долини, които представляват количеството потенциална енергия, която има, каза Wrase. Ако топката стои на върха на планината, тя може да е неподвижна, но тя може да се търкаля с най-малкото смущение, като по този начин е нестабилна. Ако топката седи в долина, тя не се променя или не се движи, има ниска енергия и пребивава в стабилна вселена, защото дори силен тласък би я накарал да се върти обратно в долината.
Теоретиците на струните отдавна предполагаха, че тъмната енергия е постоянна и непроменяща се във Вселената. С други думи, тя е прибрана в долините между планините, не се търкаля от върховете на планините и по този начин не се променя във времето, каза Wrase.
Но предположенията, представени през юни, предполагат, че за да работи теорията на струните, пейзажът няма планини или долини над морското равнище. (В това схващане нашата Вселена стои над морското равнище - което метафорично маркира точката, в която тъмната енергия започва или да дърпа Вселената заедно, или да избутва Вселената един от друг.)
По-скоро пейзажът е лек наклон и топката с тъмна енергия се търкаля все по-надолу. "Докато се търкаля надолу, тъмната енергия става все по-малка и по-малка", каза Wrase. "Височината на топката съответства на количеството тъмна енергия в нашата Вселена."
В тази теория тъмната енергия може в крайна сметка да си проправи път под нивото на морето и да започне да дърпа Вселената отново до своята форма преди Големия взрив.
Но има само един проблем, каза Wrase.
"Показахме, че трябва да съществуват такива нестабилни планински върхове", каза той. Това е така, защото знаем, че частицата на Хигс съществува. И експериментално доказахме, че частиците на Хигс могат да съществуват на тези планински върхове или "нестабилни вселени" и могат да бъдат нарушени с най-малкото докосване, каза той.
Трудност със стабилността на вселените
Кумрън Вафа, теоретик на струните в Харвард и старши автор на догадъчната книга от юни, каза на Live Science в имейл, че наистина оригиналната предположение има „трудности с нестабилни вселени“. Тази нова хартия и няколко други показват този проблем, добави той. Но има няколко документа, които предлагат леки ревизии на предположението, които все още ще се придържат към ограниченията, които Wrase и неговият екип предложиха, каза той.
Дори в ревизираното предположение „ние не бихме в стабилна вселена, а по-скоро нещата ще се променят“, каза Wrase. Ревизията казва, че планинските върхове могат да съществуват, но стабилните долини не могат, каза той. (Представете си формата на конско седло). Топката в крайна сметка трябва да започне да се търкаля и тъмната енергия трябва да се промени във времето, добави той. Но „ако предположението е грешно, тогава тъмната енергия може да бъде постоянна, ние ще седим в долина между две планини“, а Вселената ще продължи да се разширява.
В рамките на 10 до 15 години той се надява, че спътниците, които по-точно измерват разширяването на Вселената, могат да ни помогнат да разберем дали тъмната енергия е постоянна или не.
Вафа се съгласи. „Това са вълнуващи времена в космологията и се надяваме през следващите няколко години да видим експериментални доказателства за промяната на тъмната енергия в нашата Вселена“, каза той.
