Vesmír má před sebou méně času, než ukazovaly starší modely, tvrdí nově vydaná studie. Její autoři se pokusili odhadnout, jak a kdy vesmír skončí na základě dat o takzvané temné energii.
„U každého života chcete vědět, jak začíná a jak skončí,“ říká fyzik Henry Tye. „U našeho vesmíru je také zajímavé vědět, jestli má začátek. V šedesátých letech jsme se dozvěděli, že ano, že má začátek. Další otázkou pak je, jestli má i konec. Mnoho let si mnoho lidí myslelo, že bude existovat navždy. Ale pokud se naše data potvrdí, vesmír bude mít konec,“ komentoval vědec výsledky svého nového výzkumu.
Podle něj se vesmír blíží středu své existence. V nově publikované studii vypočítal fyzik z Cornellovy univerzity na základě nových údajů z pozorování temné energie, že celková doba existence kosmu bude přibližně 33 miliard let. Teď má za sebou asi 13,8 miliardy let. Dalších přibližně 11 miliard let ještě bude expandovat – ale pak dospěje do momentu, kdy se začne zase smršťovat. A pak se, jako nafouknutý balonek z pouti, bude stále zmenšovat, až se zhroutí do jediného bodu.
Tye dospěl k tomuto závěru po přidání nových údajů do modelu zahrnujícího takzvanou kosmologickou konstantu. Tu do popisu vesmíru zavedl už před stoletím Albert Einstein a využívá se pro odhady toho, jak by se mohl vesmír vyvíjet. Co ale vlastně označuje, není úplně snadné říct: když se využije výše použité srovnání vesmíru s nafukovacím balonkem, tak kosmologická konstanta by fungovala jako vnitřní tlak uvnitř něj, který tlačí dovnitř, aby se balonek roztahoval.
Einstein ji kdysi zavedl, aby mu seděly jeho rovnice pro vesmír. Nejdřív si myslel, že je to jen matematický trik, ale pozdější pozorování ukázala, že ve vesmíru skutečně existuje cosi, co působí podobně – dnes se tomu říká temná energie.
Jak bude vypadat konec vesmíru
„Posledních dvacet let lidé věřili, že kosmologická konstanta je kladná a vesmír se tedy bude rozšiřovat navždy,“ uvedl Tye. „Nová data, zdá se, ale naznačují, že kosmologická konstanta je záporná a že tedy vesmír skončí Velkým křachem.“ Tento termín označuje opak Velkého třesku, tedy moment, kdy se všechen prostor a hmota kosmu zhroutí do singularity, jediného bodu.
- Lidé žijí v prostoru, který je tvořený hmotou – tedy atomy. Ty ale tvoří jen asi 4,6 procenta kosmu.
- Dalších 23 procent kosmu je tvořeno takzvanou temnou hmotou.
- A drtivá většina vesmíru je pro lidstvo zcela neviditelná, 72 procent z něj totiž tvoří takzvaná temná energie.
Vesmír se teď stále rozpíná. Podle současných modelů, jak píše Tye, má vesmír dvě nejjednodušší možnosti: buď bude pokračovat ve svém současném rozpínání navždy, pokud je kosmologická konstanta kladná, nebo pokud je kosmologická konstanta záporná, dosáhne maximální velikosti, poté se smrští a nakonec se zhroutí na nulu.
A právě k druhé možnosti se přiklání Tye na základě svých nedávných výpočtů. „Tento velký kolaps definuje konec vesmíru,“ napsal Tye. Na základě modelu určil, že ke kolapsu Velkým křachem dojde přibližně za 20 miliard let.
Tím, co mu umožnilo výpočty upřesnit, jsou nová data Dark Energy Survey (DES) v Chile a Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) v Arizoně z letošního jara. Tye uvedl, že tyto dvě observatoře, jedna na jižní polokouli a druhá na severní, se navzájem dobře shodují a dodávají vědcům údaje o tom, co jim zatím chybělo.
Proměnlivá částice
Celá myšlenka průzkumu temné energie těchto dvou skupin spočívá v tom, že chtějí zjistit, jestli neviditelná temná energie, která by měla tvořit kolem sedmdesáti procent hmoty a energie ve vesmíru opravdu souvisí s kosmologickou konstantou. V tomto modelu není vesmír ovládaný pouze kosmologickou konstantou temné energie.
Tye a jeho spolupracovníci v článku navrhli hypotetickou částici s velmi nízkou hmotností, která se na počátku vesmíru chovala jako kosmologická konstanta, ale nyní už ne. Tento jednoduchý model dobře odpovídá datům, ale současně posouvá základní kosmologickou konstantu do záporného teritoria. Což znamená, že expanzi vesmíru po nějaké době musí dojít energie a začne se mršťovat. „Lidé už dříve říkali, že pokud je kosmologická konstanta záporná, vesmír nakonec zkolabuje. To není nic nového,“ řekl Tye. „Tento model ale říká, kdy vesmír zkolabuje a jak k tomu dojde.“
Podle Tyeho se bude jeho tým snažit získat výsledky dalších pozorování, jež budou i nadále probíhat. Stovky vědců po celém světě měří temnou energii pozorováním milionů galaxií a vzdáleností mezi nimi, čímž shromažďují ještě přesnější data, která budou použita v modelu. DESI bude v pozorování pokračovat ještě další rok a pozorování probíhají nebo brzy začnou i na několika dalších místech, včetně Zwicky Transient Facility v San Diegu, evropského vesmírného dalekohledu Euclid, nedávno zahájené mise SPHEREx NASA a observatoře Very C. Rubinové.
