Физики БФУ им. И. Канта рассмотрели одну из возможных математических моделей темной энергии, и выяснили, что будущее нашей Вселенной может быть намного более непредсказуемым и катастрофичным, чем считалось ранее. Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом научном журнале "The European Physical Journal C".
"Учет 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 звезды, ни даже галактики такой катастрофы не переживут, — рассказал один из авторов исследования, профессор БФУ им. И. Канта Артем Юров.
В конце ХХ — начале ХХI века в космологии был сделан целый ряд важных открытий: обнаружены косвенные доказательства инфляционного расширения Вселенной, темная материя и энергия, гравитационные волны. В 1998 году ученые открыли, что наша Вселенная не просто расширяется, а расширяется с нарастающей скоростью.
Причиной этого ускорения ученые считают так называемый "темный сектор" Вселенной. Согласно данным наблюдений, общее содержимое нашей Вселенной лишь на 4,9% состоит из привычной нам барионной материи, остальные 95,1 % приходятся на "темный сектор", который состоит из загадочной темной материи (26,8%) и еще более таинственной темной энергии (68,3%).
О том, что такое темная энергия, существуют три основные гипотезы. Согласно первой, темная энергия это космологическая константа — неизменная энергетическая плотность, равномерно заполняющая пространство Вселенной. Вторая гипотеза определяет темную энергию как некую квинтэссенцию — динамическое поле, энергетическая плотность которого может меняться в пространстве и времени. По третьей, темная энергия есть 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 темная 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 таких возможных катастрофических сингулярностей будущего.
Группа физиков БФУ им. Канта под руководством профессора Артема Юрова предположила и показала математически, что может существовать целый класс сингулярностей, не охваченных классификацией Одинцова-Нодзири-Цудзикавы. Это означает, что наша Вселенная может погибнуть внезапно. Исследованием российских физиков, 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 свое поведение. Для специалистов эта работа представляет интерес. Ее надо иметь ввиду для будущего, так как она видимо не противоречит современным данным наблюдений", — подчеркнул космолог, профессор НИЯУ МИФИ Сергей Рубин.
По информации https://ria.ru/science/20180730/1525380133.html
Обозрение "Terra & Comp".
