Rozprestrie sa vesmír večne, alebo sa nakoniec zmení na malú škvrnu?
Článok publikovaný v júni naznačuje, že nekonečná expanzia nie je možná, a to veľmi vzrušilo celú fyzickú komunitu.
„Ľudia reagujú veľmi emocionálne, pretože ak budú objavení a dokázaní, bude to pôsobivé,“povedal Timm Vraze, fyzik na Technickej univerzite vo Viedni.
Teraz Vraze a jeho kolegovia uverejnili samostatnú štúdiu, ktorá vyváži predchádzajúci článok. To znamená, že teóriu neustále sa rozširujúceho vesmíru ešte nemožno vylúčiť.
Temná energia a rozšírenie priestoru
Náš vesmír prechádza obrovskou neviditeľnou silou, ktorá sa zdá byť proti gravitácii. Fyzici nazývajú túto silu temnou energiou. Verí sa, že je to ona, ktorá neustále „tlačí“náš vesmír smerom von a vyvoláva expanziu.
V júni však skupina fyzikov publikovala dokument, v ktorom tvrdila, že temná energia sa časom mení. To znamená, že vesmír sa nebude rozširovať naveky, ale nakoniec sa môže zrútiť do tej miery, v akej bol pred Veľkým treskom.
Propagačné video:
Fyzici takmer okamžite objavili nedostatky teórie: niekoľko nezávislých skupín následne publikovalo články, ktoré navrhli opravy hypotézy. V článku publikovanom 2. októbra v časopise Physical Review D sa uvádza, že pôvodná hypotéza nemôže byť opodstatnená, pretože nemôže vysvetliť existenciu Higgsovho bozónu, ktorý vieme z Large Hadron Collider. Napriek tomu podľa Vraze, ktorý spoluautorom tohto článku spolu s určitými teoretickými úpravami môže byť hypotéza rozpadajúceho sa vesmíru stále životaschopná.
Ako vysvetlíme všetko, čo kedy existovalo?
Teória strún, niekedy nazývaná teória všetkého, je matematicky elegantný, ale experimentálne nevyskúšaný model kombinovania Einsteinovej teórie relativity s kvantovou mechanikou. Teória strún predpokladá, že všetky častice, ktoré tvoria vesmír, nie sú v skutočnosti body, ale jednorozmerné struny, ktoré vibrujú. Rozdiely v týchto vibráciách nám umožňujú vidieť jednu časticu ako fotón a druhú ako elektrón.
Aby však bola teória strún uskutočniteľným vysvetlením vesmíru, musí obsahovať temnú energiu.
Podľa Vraze si môžete temnú energiu predstaviť ako guľu medzi horami a údoliami, čo predstavuje množstvo potenciálnej energie. Ak je lopta na vrchole hory, môže byť nehybná, ale môže sa z dôvodu najmenšieho narušenia zrútiť, takže je nestabilná. Ak je lopta v údolí, nepohybuje sa, má nízku energiu a je v stabilnom vesmíre, pretože silný tlak by spôsobil jej návrat späť.
Teoretici pracujúci na teórii strún už dlho predpokladajú, že temná energia je vo vesmíre konštantná a nemení sa. Inými slovami, lopta sa nachádza v dolinách medzi horami, neodvaľuje sa z vrcholov hôr a v priebehu času sa nemení.
Hypotéza predložená v júni však naznačuje, že aby teória strún fungovala, krajina nesmie mať hory ani doliny nad hladinou mora. (V tomto koncepte je náš vesmír nad hladinou mora, čo je metaforou pre bod, v ktorom temná energia začína rozširovať alebo zmenšovať vesmír.)
Terén má skôr mierny sklon a „guľa temnej energie“sa valí nadol. "Ako to klesá, je tu stále menej a menej temnej energie," povedal Vraze. „Výška lopty zodpovedá množstvu temnej energie v našom vesmíre.“
V tejto teórii by sa temná energia mohla „skĺznuť“pod hladinu mora a začať ťahať vesmír späť na svoju veľkosť pred Veľkým treskom.
Je tu však jeden problém.
Ukázalo sa, že takéto nestabilné vrcholy hôr existujú, pretože existuje Higgsov bozón, uviedol Wraze. Experimentálne sa dokázalo, že na týchto vrcholkoch hôr („nestabilné vesmíry“) môžu existovať častice Higgs a pri najmenšom dotyku ich možno narušiť.
Ťažkosti so stabilitou vesmíru
Kamrun Wafa, ktorý pracuje na teórii strún na Harvarde a hlavný autor júnovej hypotézy, potvrdil, že pôvodná hypotéza skutočne má „problémy s nestabilnými vesmírmi“. A ďalšie články tento problém odrážajú.
Podľa Vraze však, aj keď sa hypotéza zreviduje, „stále nebudeme v stabilnom vesmíre - všetko ostatné sa zmení.““Podľa revidovanej verzie môžu existovať vrcholky hôr, ale stabilné doliny nemôžu (predstavte si tvar sedla koňa). Lopta by sa mala nakoniec začať hádzať a temná energia by sa mala časom meniť.
Ak je však hypotéza úplne nesprávna, temná energia môže byť konštantná, budeme sedieť v údolí medzi dvoma horami a vesmír sa bude ďalej rozširovať.
Dúfa, že v priebehu nasledujúcich 10 - 15 rokov nám satelity, ktoré presnejšie merajú expanziu vesmíru, pomôžu pochopiť, či temná energia je konštantná alebo sa mení. Wafa súhlasila: „Je to vzrušujúce obdobie v kozmológii a dúfajme, že v najbližších rokoch uvidíme experimentálne dôkazy o zmene temnej energie v našom vesmíre.“