Вселенная на «экваторе» жизни. Через ~20 млрд лет — обнуление пространства?

Космология может пойти по иному сценарию, чем ожидали ещё совсем недавно. Физик Корнеллского университета Генри Тай пересчитал эволюцию космоса с учётом свежих наблюдений и пришёл к выводу: мир приближается к середине жизни, оцениваемой примерно в 33 миллиарда лет, а в далёком будущем его ждёт большое сжатие — глобальный коллапс до нулевых размеров.

Отправной точкой послужили новые данные об ускоренном расширении, собранные обсерваториями тёмной энергии в обоих полушариях. Тай, почётный профессор кафедры физики имени Хораса Уайта, обновил модели, где ключевую роль играет космологическая постоянная — параметр, введённый Альбертом Эйнштейном более века назад. В популярной интерпретации это плотность энергии вакуума, влияющая на динамику пространства. Положительное значение ведёт к вечному ускорению, отрицательное — к остановке роста, достижению максимального масштаба и последующему схлопыванию.

В последние два десятилетия в науке преобладала картина с положительной постоянной и бесконечным расширением. Теперь пересмотр показывает иную картину: признаки отрицательного значения выглядят убедительно. При таком раскладе космос перестаёт увеличиваться, разворачивается и начинает сжиматься, пока не исчезнет. Возраст наблюдаемой Вселенной сегодня оценивается в 13,8 миллиарда лет, а расчёты указывают на финал примерно через 20 миллиардов лет. По аналогии с растянутой резинкой, которая возвращается к исходному состоянию, пространство отыгрывает накопленное расширение и идёт в обратную сторону.

Качественный скачок по части наблюдений обеспечили два проекта: Dark Energy Survey в Чили и спектроскопический инструмент DESI в Аризоне. Эти установки измеряют вклад тёмной энергии — компоненты, на которую приходится около 68% суммарной массы-энергии мироздания. Наблюдения намекают: описывать её одной лишь космологической постоянной может быть недостаточно. Тай вместе с соавторами ввёл гипотетическую частицу крайне малой массы, которая на ранних этапах эволюции космоса вела себя как постоянная, а в наше время проявляет иную динамику. Такая конструкция хорошо согласуется с полученными кривыми и одновременно указывает на отрицательное базовое значение космологической постоянной.

Предложенная схема не ограничивается формальным выводом «коллапс когда-нибудь наступит». Модель даёт шкалу и сценарий: расширение сменяется фазой максимальной величины, после чего доминирует вклад отрицательной постоянной, и вся картина идёт к сжатию вплоть до сингулярного состояния. Тем самым уточняется не только принципиальная возможность конца, но и порядок, в котором космос входит в финальный этап.

Измерительная программа только набирает ход. Сотни исследователей продолжают картировать миллионы галактик и расстояния между ними, чтобы точнее восстановить историю расширения. DESI работает как минимум ещё год. К делу подключаются и другие проекты: Zwicky Transient Facility в Сан-Диего, европейский космический телескоп Euclid, миссия NASA SPHEREx и Обсерватория Веры Рубин. Каждый добавит собственный тип данных — от спектров и фотометрии до сверхшироких обзоров неба — что позволит жёстче проверить признаки отрицательной постоянной и уточнить сроки финальной стадии.

Тай подчёркивает прагматическую ценность подобных оценок: у мира есть начало, о чём стало ясно по результатам работ 1960-х годов, и закономерно спросить о концах интервала. Если накопленные наблюдения выдержат дальнейшую проверку, у космологии появится не только качественный ответ «конечность возможна», но и численная оценка продолжительности жизни — примерно 33 миллиарда лет, где нынешний момент располагается ближе к середине, чем казалось прежде.