Конец всего. 5 сценариев гибели Вселенной с точки зрения астрофизики

На протяжении последних нескольких лет, измеряя постоянную Хаббла с помощью сверхновых, мы получали значение около 74 км/с/Мпк, которое говорит о том, что галактика, находящаяся на расстоянии в один мегапарсек (около 3,2 миллиона световых лет), удаляется от нас со скоростью около 74 км/с. Галактика, находящаяся в два раза дальше, удаляется от нас примерно вдвое быстрее. Однако мы можем измерить постоянную Хаббла и не напрямую, тщательно изучив геометрию горячих и холодных пятен на карте реликтового излучения. При использовании такого способа измерения мы получаем значение около 67 км/с/Мпк. Несмотря на то что эти методы опираются на исследование очень разных эпох космической истории, каждый из них позволяет вычислить текущую скорость расширения пространства. Если мы не ошибаемся относительно состава Вселенной, то оба метода вычисления постоянной Хаббла должны давать одинаковый результат. Но этого не происходит.

Это не казалось такой уж большой проблемой, поскольку никто не считал данные способы достаточно точными, чтобы раз и навсегда решить вопрос. До недавнего времени сторонники использования реликтового излучения предполагали наличие ошибки в лестнице космических расстояний, устранение которой могло бы однажды уменьшить полученное с ее помощью оценочное значение.

В то же время сторонники использования сверхновых полагали, что измерение реликтового излучения, предполагающее попытку определить форму самого пространства, является настолько сложной задачей, что в ходе ее решения наверняка могла закрасться ошибка, из-за которой полученное значение оказалось заниженным. Это предположение не лишено оснований, учитывая количество вычислений, необходимых для выяснения текущей скорости расширения Вселенной исходя из того, как она выглядела в младенчестве. Да и лестница космических расстояний тоже невероятно сложна. Даже если оставить в стороне всевозможные отклонения, которые могут возникнуть, если не учесть все имеющие значение свойства сверхновых, калибровка переменных звезд является непростой задачей, и даже при выяснении расстояния до ближайших галактик мы иногда получаем значения с огромной погрешностью. Отчасти это обусловлено отличиями между популяциями переменных цефеид, находящимися на разных расстояниях от нас, и… в общем, тут можно продолжать бесконечно. Позвольте мне просто сказать, что споры все еще ведутся.

Хотя обе группы ученых продолжают считать, будто ошибаются именно оппоненты, ситуация становится все более неудобной, так как обе стороны совершенствуют свои методы, выявляя и устраняя причины путаницы, но при этом получают значения, которые по-прежнему не согласуются друг с другом.

Каким в итоге окажется решение этой проблемы, все еще неясно. Возможно, она действительно сводится к систематическим ошибкам в данных или к какой-то неправильности в самих способах измерения. Возможно, дело просто в статистической случайности, каким бы маловероятным это ни казалось. Некоторые из наиболее интригующих объяснений связаны с тем, что темная энергия представляет собой не космологическую постоянную, а нечто более зловещее, что может однажды привести к Большому разрыву. Существует гипотеза, которая могла бы разрешить проблему несоответствия между двумя оценочными значениями. Согласно ей, темная энергия со временем становится более мощной, чего и следовало бы ожидать на начальных стадиях преобладания в космосе фантомной темной энергии.

Однако паниковать пока рано. Как уже говорилось, с данными по-прежнему не все ясно. Большинство измерений параметра w дают значение, соответствующее -1, и хотя значения меньше -1 иногда оказываются несколько более предпочтительными, это предпочтение не является статистически значимым. Что касается расхождения в значениях постоянной Хаббла, даже если все измерения проведены правильно, наиболее вероятными кажутся неапокалиптические объяснения, в том числе связанные с необычными моделями темной материи или изменениями условий в ранней Вселенной. На самом деле, даже если мы разберемся с темной энергией, этого будет недостаточно, чтобы полностью решить проблему, поэтому вполне разумно предположить, что ее решение однажды обнаружится в совершенно другом месте. И даже если в недавнем прошлом Вселенной действительно произошел резкий рост влияния темной энергии, намекающий на существование чего-то вроде фантомной темной энергии, до возможного Большого разрыва пройдет еще очень много времени.

На самом деле, единственное, что объединяет все описанные ранее сценарии конца Вселенной, – это то, что они определенно не реализуются в ближайшее время. Насколько мы можем судить, до начала самой экстремальной версии Большого сжатия пройдет не менее нескольких десятков миллиардов лет. Большой разрыв нам не грозит в ближайшие сто миллиардов лет. А тепловая смерть, которую большинство ученых считает еще более вероятным сценарием, если и случится, то в неописуемо далеком будущем.