Vesmír môže mať „časový limit“
Tím vedcov publikoval svoju štúdiu v odbornom časopise Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. V nej skúmajú model, podľa ktorého temná energia nemusí byť nemenná kozmologická konštanta, ako sa doteraz myslelo, ale dynamická zložka.
„Pri každom živote chcete vedieť, ako začína a ako skončí,“ hovorí fyzik Henry Tye, spoluautor štúdie. „Pri našom vesmíre je zaujímavé vedieť, či má začiatok. Ďalšou otázkou potom je, či má aj koniec. Mnoho rokov si mnoho ľudí myslelo, že bude existovať navždy. Ale ak sa naše dáta potvrdia, vesmír bude mať koniec,“ tvrdí Tye.
Podľa Tyeho sa vesmír blíži k polovici svojej existencie. V novej štúdii odhadol, že celková dĺžka existencie kozmu bude približne 33 miliárd rokov. Aktuálne má za sebou cca 13,8 miliardy rokov. Ďalších asi 11 miliárd rokov by mal pokračovať v rozpínaní – potom však nastane fáza, keď sa začne zmenšovať, až kým sa nezrúti do jedného jediného bodu.
Čítajte viac Inteligentný život vo vesmíre je vzácny. Zem má unikátny recept, ktorý inde chýba
Tye k tomuto záveru dospel po pridaní nových údajov do modelu zahŕňajúceho kozmologickú konštantu – prvok, ktorý zaviedol Albert Einstein pred viac ako storočím a využíva sa na odhady toho, ako by sa mohol vesmír vyvíjať.
V modeli pôsobí kozmologická konštanta ako sila, ktorá pôsobí proti gravitácii a udržiava vesmír v rozpínaní, podobne ako vnútorný tlak v balóniku umožňuje jeho nafukovanie.
Einstein ju spočiatku považoval len za matematický trik, no neskoršie pozorovania ukázali, že vo vesmíre existuje istá forma energie, ktorá pôsobí podobne. Dnes ju poznáme ako temnú energiu.
Veľký krach ako možný scenár
„Posledných dvadsať rokov ľudia verili, že kozmologická konštanta je kladná a vesmír sa bude rozpínať navždy,“ vysvetľuje Tye. „Nové dáta však naznačujú, že konštanta môže byť efektívne záporná a že vesmír skončí Veľkým krachom,“ ozrejmuje. Pojem označuje opačný scenár ku Veľkému tresku – moment, keď sa priestor aj hmota kozmu zrúti do singularity, jediného bodu. Vesmír sa teraz stále rozpína.
Podľa súčasných modelov, ako vysvetľuje Tye, sa budúcnosť vesmíru môže vyvíjať dvojako: Ak je kozmologická konštanta kladná, rozpínanie bude pokračovať donekonečna. Ak je naopak záporná, vesmír dosiahne svoje maximum, a začne sa následne zmršťovať až nakoniec zanikne.
Na základe svojich výpočtov sa Tye prikláňa k druhej menovanej možnosti: „Tento veľký kolaps definuje koniec vesmíru,“ uvádza. Podľa modelu by k nemu malo dôjsť približne o 20 miliárd rokov.
Predchádzajúce modely predpokladali, že vesmír sa bude rozpínať navždy, alebo že by sa mohol zrútiť po desiatkach až stovkách miliárd rokov, v závislosti od presnej hustoty hmoty a temnej energie.
Čo je temná energia?
- Neviditeľná sila vesmíru – Temná energia je neznáma forma energie, ktorú nemožno priamo pozorovať. Vedci ju pomenovali „temná“, pretože ju nevidíme, ale vieme, že existuje – ovplyvňuje totiž správanie celého vesmíru.
- Hlavný motor rozpínania vesmíru – Práve temná energia spôsobuje, že sa vesmír čoraz rýchlejšie rozpína. Bez nej by sa gravitácia mohla časom postarať o to, že by sa vesmír začal zmršťovať.
- Tvorí väčšinu vesmíru – Zhruba 70 percent celkovej energie a hmoty vesmíru tvorí temná energia. Zvyšok pripadá na temnú hmotu (asi 25 percent) a „bežnú“ hmotu – atómy, z ktorých sú hviezdy, planéty a my (približne 5 percent).
Hoci predstava „konca vesmíru“ pôsobí dramaticky, vedci pripomínajú, že aj v prípade správnosti modelu pôjde o udalosti vzdialené desiatky miliárd rokov.
„Nemusíme sa báť, že by sa vesmír začal rúcať v dohľadnej dobe,“ uviedol hlavný autor štúdie Hoang Nhan Luu z univerzity v Illinois. „Ide skôr o to, že lepšie rozumieme tomu, ako sa môže meniť jeho osud – a že to, čo sme považovali za konštantu, možno vôbec konštantné nie je,“ uzatvára Luu.
Čítajte viac Vedci očakávajú výbuch, ktorý môže prepísať poznatky o vesmíre a jeho vzniku
Nové pozorovania DES a DESI
K presnejším výpočtom prispeli pozorovania z projektov Dark Energy Survey (DES) v Čile a Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) v Arizone z tohto roku. Tye uvádza, že tieto observatória, jedno južne a druhé severne od rovníka, poskytujú konzistentné dáta, ktoré dopĺňajú chýbajúce informácie.
Projekt sa zameriava na to, či temná energia skutočne súvisí s kozmologickou konštantou alebo ide o dynamickú zložku. V modeloch sa objavuje ultraľahký axión, hypotetická častica, ktorá na začiatku vesmíru pôsobila ako konštanta, no neskôr jej účinok dynamicky zmenil expanziu vesmíru.
To znamená, že expanzii vesmíru jedného dňa dôjde energia a začne sa zmenšovať. „Ľudia už skôr hovorili, že ak je kozmologická konštanta záporná, vesmír nakoniec skolabuje. To nie je nič nové,“ povedal Tye. „Tento model ale hovorí, kedy vesmír skolabuje a ako k tomu dôjde,“ dopĺňa vedec.
Tye dodáva, že tím bude pokračovať v získavaní dát – stovky vedcov po celom svete merajú milióny galaxií a vzdialenosti medzi nimi, čím získavajú presnejšie informácie. Pozorovania budú pokračovať aj na ďalších miestach, vrátane Zwicky Transient Facility v San Diegu, európskeho vesmírneho teleskopu Euclid, misie SPHEREx NASA a Vera C. Rubin Observatory.
Čítajte viac Našlo ľudstvo nový typ vesmírneho objektu? "Pozoruhodný rubín" môže zmeniť naše chápanie vesmíru
