Як закінчиться Всесвіт? "Не з ударом, а з капризом", - писав американський поет Т.С. Еліот щодо кінця світу. Але якщо ви хочете більш чіткої відповіді, ви виявите, що фізики витратили незліченну кількість годин, перевертаючи це питання, і акуратно вписали найбільш правдоподібні гіпотези в кілька категорій.
"У класі підручників та космології ми дізнаємось, що існує три основні перспективи Всесвіту", - сказав Роберт Колдвелл, космолог з Дартмутського університету в Ганновері, Нью-Гемпшир.
За одним сценарієм, космос міг би продовжувати розширюватися назавжди, і вся матерія врешті-решт розпадається на енергію в тому, що відомо як "теплова смерть", - сказав Колдвелл. Крім того, гравітація може призвести до краху Всесвіту, створивши зворотний Великий вибух, який називається "Великий крих" (це ми пояснимо пізніше). Або, існує ймовірність, що темна енергія призведе до того, що розширення Всесвіту прискориться все швидше і швидше, перетворившись у відбіжний процес, відомий як Великий розрив.
Перш ніж обговорити кінець Всесвіту, давайте перейдемо до його народження. Наше сучасне розуміння полягає в тому, що час і простір почалися під час Великого вибуху, коли назовні вибухнула субатомна, надзвичайно гаряча і надто щільна точка. Як тільки речі охололи, частинки почали утворювати більші структури, як галактики, зірки та все життя на Землі. Наразі ми живемо приблизно через 13 мільярдів років після заснування Всесвіту, але, враховуючи різні сценарії його загибелі, незрозуміло, скільки ще буде існувати Всесвіт.
У першому сценарії - Всесвіт поклониться від існування через теплову смерть - всі зірки в космосі згорять своє паливо, при цьому більшість із них залишать щільні залишки, відомі як білі карлики та нейтронні зірки. Найбільші зірки обвалилися б у чорні діри. Хоча ці звірі не настільки вороні, як їх часто зображують, якщо матимуть достатньо часу, їх масивне гравітаційне притягнення втягне більшу частину матерії у їх всепоглинаючі паси.
"Тоді може статися щось вражаюче", - сказав Колдвелл Live Science.
Вважається, що чорні діри виділяють особливий тип випромінювання під назвою випромінювання Хокінга, названий покійним фізиком Стівеном Хокінгом, який вперше постулював цю теорію. Це випромінювання насправді позбавляє кожної чорної діри крихітної маси, викликаючи повільне випаровування. Через 10 до 100 років (це число 1, а за ним 100 нулів) усі чорні діри будуть розсіюватися, не залишаючи після себе нічого, крім інертної енергії, за словами Кевіна Пімббле, астрофізика з Університету Халла у Великобританії.
У Великій кризі, навпаки, гравітаційне притягнення зірок і галактик одного разу почало б знову зближувати весь Всесвіт. Процес проходив би так, як відсталий Великий вибух, коли галактичні скупчення розбиваються і зливаються, тоді зірки та планети зливаються разом, і, нарешті, все у Всесвіті знову сформує щільну пляму нескінченно невеликих розмірів.
Такий результат забезпечує деяку часову симетрію космосу. "Охайно і чисто", - сказав Колдвелл. "Це як коли ти йдеш на кемпінг; нічого не залишай позаду".
Остаточна основна можливість для кінця Всесвіту відома як Великий розрив. У цьому сценарії темна енергія - таємнича речовина, яка діє в опозиції до сили тяжіння - витягує все окремо. Розширення космосу прискорюється, поки далекі галактики не віддаляються від нас так швидко, що їх світло вже не можна побачити. Коли експансія прискорюється, все ближчі об'єкти починають зникати за тим, що Колдвелл описав як "стіну темряви".
"Галактики відриваються один від одного, Сонячна система розсувається, нехай ваша фантазія розімкнеться", - сказав він. "Планети, а потім і атоми, потім сама Всесвіт".
Який "кінець" станеться?
Оскільки властивості темної енергії ще недостатньо вивчені, дослідники не знають, який із цих сценаріїв буде переважати. Колдвелл заявив, що сподівається, що обсерваторії в таких розробках, як широкомасштабний інфрачервоний обстежувальний телескоп NASA (WFIRST), або телескоп, що незабаром буде впроваджений, великий синоптичний оглядовий телескоп (LSST), допоможуть з'ясувати поведінку темної енергії, можливо, забезпечити краще розуміння кінець Всесвіту
Є й інші екзотичні перспективи того, як космос може вибити відро. Згідно з відомими законами фізики, можливо, що бозон Хіггса - частинка, яка відповідає за надання всім відомим частинкам їх маси - за один день могла б знищити все. Коли було виявлено в 2012 році, було встановлено, що у Хіггса маса приблизно в 126 разів перевищує масу протона. Але теоретично можливо, що ця маса зміниться. Це тому, що Всесвіт зараз не знаходиться в найменшій можливій енергетичній конфігурації. Весь космос міг опинитися у нестабільному помилковому вакуумі на відміну від справжнього вакууму. Якби Хіггс якось розпався на більш низьку масу, то Всесвіт впаде у справжній вакуумний стан з нижчою енергією.
Якби Хіггс раптом перекинувся з меншою масою та різними властивостями, то все інше у Всесвіті було б аналогічним чином постраждало. Електрони більше не зможуть орбітувати навколо протонів, що робить атоми неможливими. Так само у фотонів може розвиватися маса, тобто сонячне світло може відчувати себе як дощовий злив. Чи могла б будь-яка жива істота пережити такий стан, невідомо.
"Я б класифікував це як своєрідну екологічну катастрофу фізики частинок", - сказав Колдвелл. "Це прямо не спричиняє занепад Всесвіту - це просто робить його шаленим місцем для життя".
