Физики БФУ им. И. Канта рассмотрели одну из возможных математических моделей тёмной энергии и выяснили, что будущее Вселенной может быть намного более непредсказуемым и катастрофичным, чем считалось ранее. Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом научном журнале The European Physical Journal C. Об этом сообщает РИА Новости.
Учёт нового класса сингулярностей (состояний, при которых тот или иной параметр становится бесконечным) делает будущее нашей Вселенной непредсказуемым и опасным. В данной работе мы показали, что некоторые сингулярности могут возникнуть совершенно внезапно, практически в любой момент времени. Ни звёзды, ни даже галактики такой катастрофы не переживут, — рассказал один из авторов исследования, профессор БФУ им. И. Канта Артём Юров.
В конце ХХ — начале ХХI века в космологии был сделан целый ряд важных открытий: обнаружены косвенные доказательства инфляционного расширения Вселенной, тёмная материя и энергия, гравитационные волны. В 1998 году учёные открыли, что Вселенная не просто расширяется, а расширяется с нарастающей скоростью.
Причиной этого ускорения они считают так называемый «тёмный сектор». Согласно данным наблюдений, общее содержимое Вселенной лишь на 4,9% состоит из привычной нам барионной материи, остальные 95,1% приходятся на «тёмный сектор», который состоит из загадочной тёмной материи и ещё более таинственной тёмной энергии.
О том, что такое тёмная энергия, существуют три основные гипотезы. Согласно первой, это космологическая константа — неизменная энергетическая плотность, равномерно заполняющая пространство Вселенной. Вторая гипотеза определяет тёмную энергию как некую квинтэссенцию — динамическое поле, энергетическая плотность которого может меняться в пространстве и времени. По третьей, это проявление модифицированной гравитации на расстояниях порядка размера видимой части Вселенной.
Будущее нашей Вселенной зависит от того, какая из этих моделей верна. Если верная вторая гипотеза и тёмная энергия действительно является квинтэссенцией, то будущее может оказаться полно удивительных и неприятных сюрпризов. В частности, возможно появление сингулярностей прямо во время ускоренного расширения! Например, среднее давление квинтэссенции может вдруг «взорваться», — отметил профессор Юров.
То, что такая катастрофа возможна, вычислил в 2004 году профессор Кембриджского университета Джон Бэрроу. Более полное математическое изучение этого вопроса позволило физикам Сергею Одинцову, Синити Нодзири и Синдзи Цудзикаве провести классификацию возможных катастрофических сингулярностей будущего.
Группа исследователей БФУ им. Канта под руководством профессора Артёма Юрова предположила и показала математически, что может существовать целый класс сингулярностей, не охваченных классификацией Одинцова-Нодзири-Цудзикавы. Это означает, что Вселенная может погибнуть внезапно. Исследованием, которое проводилось при поддержке Проекта 5-100, заинтересовались зарубежные коллеги. В частности, с письмом к авторам обратился Джон Бэрроу.
«Модель, о которой мы говорим — одна из сотен моделей рождения и смерти нашей Вселенной. Авторы из БФУ им. И. Канта корректно рассмотрели модель со специфическим потенциалом скалярного поля, и показали, что масштабный фактор может резко менять своё поведение. Для специалистов эта работа представляет интерес. Её надо иметь ввиду для будущего, так как она видимо не противоречит современным данным наблюдений», — подчеркнул космолог, профессор НИЯУ МИФИ Сергей Рубин.
