Теорія мультивселенності, яка стверджує, що Всесвіту може бути декілька або навіть нескінченна кількість, - це концепція космології та теоретичної фізики, яка займається часом. Хоча цей термін сягає кінця 19 століття, наукова основа цієї теорії виникла з квантової фізики та вивчення космологічних сил, таких як чорні діри, особливості та проблеми, що виникають із теорії Великого вибуху.
Одне з найбільш пекучих питань, що стосується цієї теорії, - чи може життя існувати у багатьох Всесвітах. Якщо дійсно закони фізики змінюються від одного Всесвіту до іншого, що це може означати для самого життя? Згідно з новою серією досліджень групи міжнародних дослідників, можливо, життя могло бути спільним у всій Мультисвітлі (якщо вона насправді існує).
Дослідження під назвою “Вплив темної енергії на утворення галактик. Що означає майбутнє нашого Всесвіту? " та "Ефективність формування Галактики та багатостороннє пояснення космологічної константи за допомогою моделювання EAGLE", нещодавно з'явилися у Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства. Колишнім дослідженням керував Хайме Сальчідо, аспірант університету Дарема
Останнім керував Люк Барнс, науковий співробітник Джона Темплтона в університеті Сіднея Інститут астрономії Сіднея Обидві команди включали членів Міжнародного центру радіоастрономічного дослідження Університету Західної Австралії, Науково-дослідного інституту астрофізики університету Ліверпуля Джона Мура та Обсерваторії Лейденського університету.
Разом дослідницька група намагалася визначити, як прискорене розширення космосу могло вплинути на швидкість утворення зірок і галактик у нашому Всесвіті. Цей прискорений темп розширення, який є невід'ємною частиною космології Ламбда-холодної темної матерії (Ламбда-МДМ), виник через проблеми, поставлені Ейнштейном Теорією загальної відносності.
Як наслідок польових рівнянь Ейнштейна, фізик розумів, що Всесвіт або перебуває у стані розширення, або стискається після Великого вибуху. У 1919 році Ейнштейн відповів, запропонувавши «Космологічну постійну» (в особі Ламбда), яка була силою, яка «стримувала» наслідки сили тяжіння і тим самим гарантувала, що Всесвіт статичний і незмінний.
Незабаром після цього Ейнштейн відмовився від цієї пропозиції, коли Едвін Хаббл виявив (на основі вимірювань червоного зміщення інших галактик), що Всесвіт справді перебуває у стані розширення. Ейнштейн, мабуть, пішов так далеко, щоб оголосити Космологічну Постійну "найбільшою помилкою" своєї кар'єри. Однак дослідження космологічної експансії наприкінці 1990-х років стали причиною переоцінки його теорії.
Коротше кажучи, постійні дослідження масштабного Всесвіту показали, що протягом останніх 5 мільярдів років космічна експансія прискорилась. Як такий, астрономи почали гіпотезувати існування таємничої, невидимої сили, яка рухала цим прискоренням. У народі відома як "Темна енергія", ця сила також називається Космологічною Постійною (СК), оскільки вона відповідає за протидії ефекту сили тяжіння.
З цього часу астрофізики та космологи намагаються зрозуміти, як Темна енергія могла вплинути на космічну еволюцію. Це питання, оскільки наші сучасні космологічні моделі передбачають, що у нашому Всесвіті має бути більше Темної енергії, ніж спостерігалося. Однак облік більшої кількості Темної енергії спричинив би таке швидке розширення, що воно розбавить матерію до того, як можуть утворитися будь-які зірки, планети чи життя.
Для першого дослідження Сальсідо та його команда намагалися визначити, як наявність більше Темної енергії може впливати на швидкість утворення зірок у нашому Всесвіті. Для цього вони провели гідродинамічні моделювання за допомогою проекту EAGLE (Еволюція та складання GaLaxies та їх оточення) - одного з найбільш реалістичних моделювань спостережуваного Всесвіту.
Використовуючи ці симуляції, команда розглядала наслідки, які Темна Енергія (за спостереженою вартістю) матиме на формування зірок протягом останніх 13,8 мільярдів років та додаткових 13,8 мільярдів років у майбутньому. Виходячи з цього, команда розробила просту аналітичну модель, яка вказувала, що Темна Енергія - незважаючи на різницю в швидкості космічного розширення - матиме незначний вплив на формування зірок у Всесвіті.
Вони також показали, що вплив Ламбди стає значним лише тоді, коли Всесвіт вже виробив більшу частину своєї зоряної маси і лише спричиняє зменшення загальної щільності утворення зірок приблизно на 15%. Як пояснив Сальсідо в прес-релізі університету Дарем:
«Для багатьох фізиків незрозуміла, але, здавалося б, особлива кількість темної енергії у нашому Всесвіті - це розчарування. Наші симуляції показують, що навіть якби у Всесвіті було набагато більше темної енергії або навіть дуже мало, то це матиме лише мінімальний вплив на формування зірок і планет, підвищуючи ймовірність існування життя у всій Мультисвіті ».
Для другого дослідження команда використовувала те саме моделювання у співпраці EAGLE, щоб дослідити вплив різного ступеня КС на утворення на галактиках та зірках. Це полягало в моделюванні Всесвітів, які мали значення лямбда від 0 до 300 кращих від поточного значення, що спостерігається у нашому Всесвіті.
Однак, оскільки темпи утворення зірок у Всесвіті досягли приблизно 3,5 млрд. Років до початку прискореного розширення (приблизно 8,5 млрд. Років тому та 5,3 млрд. Років після Великого вибуху), збільшення КС мало лише незначний вплив на цей показник утворення зірок.
У сукупності ці симуляції вказували на те, що в мультисеверсі, де закони фізики можуть сильно відрізнятися, наслідки космічного прискореного розширення темної енергії не матимуть істотного впливу на темпи утворення зірки чи галактики. Це, в свою чергу, вказує на те, що інші Всесвіти в Мультисвіті були б такими ж придатними, як і наші, принаймні теоретично. Як пояснив доктор Барнс:
"Раніше вважалося, що Мультисвіт пояснює спостережуване значення темної енергії як лотерею. У нас є щасливий квиток і ми живемо у Всесвіті, який утворює прекрасні галактики, які дозволяють життя, як ми його знаємо. Наша робота показує, що наш квиток здається трохи надто вдалим, так би мовити. Він більш особливий, ніж це має бути для життя. Це проблема для мультиварки; головоломка залишається ».
Однак дослідження колективу також ставлять під сумнів здатність Мультиверсійної теорії пояснювати спостережуване значення Темної енергії у нашому Всесвіті. Згідно з їхніми дослідженнями, якщо ми живемо в Мультисеверсі, ми б спостерігали в 50 разів більше Темної енергії, ніж ми. Хоча їх результати не виключають можливості мультиверсу, невелику кількість Темної енергії, яку ми спостерігали, було б краще пояснити наявністю ще нерозкритого закону природи.
Як пояснив професор Річард Боуер, член Інституту обчислювальної космології Університету Дарем і співавтор статті,
«Утворення зірок у Всесвіті - це битва між притяганням сили тяжіння та відштовхуванням темної енергії. Ми виявили, що в наших симуляціях Всесвіти з набагато більш темною енергією, ніж у нас, можуть щасливо утворювати зірки. То чому ж така мізерна кількість темної енергії у нашому Всесвіті? Я думаю, що нам слід шукати новий закон фізики, щоб пояснити цю дивну властивість нашої Всесвіту, а теорія Мультивасу мало що допомагає врятувати дискомфорт фізиків ».
Ці дослідження є своєчасними, оскільки вони опиняються на підсумках остаточної теорії Стівена Хокінга, яка ставить під сумнів існування Мультисвіту і пропонувала натомість кінцеву та досить гладку Всесвіт. В основному всі три дослідження свідчать про те, що дискусія про те, чи живемо ми в Мультисвітлі, і роль Темної енергії в космічній еволюції, ще далеко не закінчена. Але ми можемо з нетерпінням чекати місій наступного покоління, які нададуть корисні підказки у майбутньому.
До них відносяться Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST), Телескоп широкого польового інфрачервоного дослідження (WFIRST), а також наземні обсерваторії, подібні до Квадратний кілометровий масив (СКА). Окрім вивчення екзопланет та об’єктів у нашій Сонячній системі, ця місія буде присвячена вивченню того, як утворилися перші зірки та галактики, та визначенню ролі, яку відіграє Темна енергія.
Більше того, очікується, що всі ці місії збираються вперше, колись у 2020-х. Тож будьте в курсі, адже більше інформації - з космологічними наслідками - надійде лише через кілька років!
