Как ще свърши Вселената?

„Няма да е с гръм и трясък,“ пише американският поет Т.С. Елиът за края на света. Но ако искате по-категоричен отговор, ще откриете, че физиците са прекарали безброй часове, обсъждайки този въпрос и са подредили най-правдоподобните хипотези в няколко категории.

„От учебниците и космологичния клас научаваме, че съществуват три основни теории за бъдещето на Вселената“, казва Робърт Колдуел, космолог от университета Дартмут в Хановер, Ню Хемпшир, САЩ.

В първият сценарий, космосът може да продължи да се разширява завинаги, като цялата материя в крайна сметка се разпадне в енергия и се случи това, което е известно като „топлинна смърт“, казва Колдуел.

При втори сценарий, гравитацията може да накара Вселената да се разпадне отново, създавайки обратен Голям взрив, наречен Голямата криза.

А според трети сценарий има вероятност тъмната енергия да предизвика разширяването на Вселената да се ускорява по-бързо и по-бързо, като се развива в процес, известен като Големия разрив.

Преди да обсъдим края на Вселената, нека отидем на нейното раждане. Сегашното ни разбиране е, че времето и пространството са започнали по времето на Големия взрив, когато субатомна, ултра-гореща и супер-плътна точка експлодира. След като нещата се охладят достатъчно, частиците започват да образуват по-големи структури, като галактики, звезди и в крайна сметка живота на Земята.

В момента живеем приблизително 13 милиарда години след началото на Вселената, но предвид различните сценарии за нейната смърт, не е ясно колко дълго още тя ще продължи да съществува.

При първия сценарий – Вселената завършва съществуването си поради топлинна смърт – всички звезди в космоса ще изгорят горивото си, като повечето от тях оставят зад себе си останки, известни като бели джуджета и неутронни звезди. Най-големите звезди ще се срутят в черни дупки. Макар че тези зверове (черните дупки) не са толкова гладни, колкото често биват изобразявани, тяхното масивно гравитационно привличане би свършило цялата работа.

„Тогава може да се случи нещо зрелищно“ – казва Колдуел пред изданието LiveScience.

Смята се, че черните дупки отделят специален тип емисия, наречена радиация на Хокинг, по името на покойния физик Стивън Хокинг, който първоначално предлага теорията. Тази радиация всъщност ограбва част от масата на всяка черна дупка, което води до бавно изпаряване на дупката. След 10 на 100 степен години (това е единица със 100 нули), всички черни дупки ще се разсеят, оставяйки след себе си нищо друго освен инертна енергия, според Кевин Пимблет, астрофизик от Университета на Хъл в Обединеното кралство.

При втория сценарий, Голямата криза, напротив, гравитационното привличане на звезди и галактики един ден ще започне отново да събира цялата вселена. Процесът ще върви сякаш назад, с галактически купове, които се срутват и сливат, след това звездите и планетите се сливат заедно и накрая всичко във Вселената отново ще образува петно с изключителна плътност и безкрайно малък размер.

Такъв резултат осигурява някаква времева симетрия на космоса. – Подредено е и чисто – казва Колдуел.

„Това е както, когато отидете на къмпинг, не оставяте нищо след себе си когато си тръгнете.“

Последната, трета възможност за края на Вселената е известна като Големия разрив. В този сценарий тъмната енергия – загадъчната субстанция, която действа в противовес на гравитацията – издърпва всичко. Разширяването на космоса се ускорява, докато далечните галактики се отдалечат още повече от нас, при това толкова бързо, че светлината им вече не може да се види. Когато експанзията се ускорява, все по-близки обекти започват да изчезват зад онова, което Калдуел описва като „стена на тъмнината“.

„Галактиките се разпадат, слънчевата система се разкъсва, нека въображението ви се развихри“, каза той. – Планетите, а после и атомите, после самата вселена.

Кой „край“ ще се случи?

Тъй като свойствата на тъмната енергия все още не са добре разбрани, изследователите не знаят кой от тези сценарии ще надделее. Колдуел казва, че се надява, че обсерваториите ще се развиват и ще получат нови възможности с широкообхватния телескоп на НАСА (WFIRST) или телескопът, който скоро ще бъдат разгърнат – Големия синоптичен телескоп (LSST). Разчита се, тези два телескопа и други като тях, да помогнат за изясняване поведението на тъмната енергия, и вероятно да осигурят по-добро разбиране за края на Вселената.

Интересно е, че освен тези три общоприети сценарии за край на Вселената, има и други, по-екзотични перспективи това да се случи. Според познатите закони на физиката, възможно е частицата Хигс – частица, която е отговорна за даване на маса на всички други известни частици – един ден може да унищожи всичко.

Когато е открит през 2012 г. Хигс бозонът е установено, че има маса около 126 пъти по-голяма от тази на протона. Но теоретично е възможно тази маса да се промени. Това е така, защото вселената може да не е в най-ниската възможна енергийна конфигурация точно сега. Целият космос може да бъде в това, което е известно като нестабилен фалшив вакуум, за разлика от истинския вакуум. Ако Хигс някак си се разпадне в по-ниска маса, тогава вселената ще попадне в истинско вакуумно състояние с по-ниска енергия.

Ако Хигс внезапно се окаже с по-ниска маса и по-различни свойства, тогава всичко друго във вселената ще бъде съответно засегнато. Електроните вече не биха могли да обикалят около протоните, правейки съществуването на атомите невъзможни. По същия начин фотоните могат да развият маса, което означава, че слънцето може да се почувства като дъжд. Дали някое живо същество може да оцелее при такова състояние е неизвестно.

„Ще го класифицирам като нещо като екологична катастрофа на физиката на частиците“, казва Колдуел. „Това няма да е директно причиняване на смърт на вселената, но тя просто ще се превърне в невъзможно гадно място за живеене…“