Skončí vesmír výbuchem, nebo zakvílením? Dvojice teoretických fyziků navrhla třetí cestu: vesmír možná nikdy neskončí.
Ve studii, která se pokouší definovat podstatu temné energie — záhadného jevu, o němž se předpokládá, že způsobuje, že se vesmír každým okamžikem rozpíná stále rychleji —, fyzikové zjistili, že vesmírná expanze není vždy samozřejmostí. Spíše píší, že temná energie se může periodicky "zapínat" a vypínat, někdy vesmír zvětšuje, jindy zmenšuje, dokud nenastanou vhodné podmínky pro nový velký třesk — a pro zrod nového vesmíru.
Velký útěk
Náš vesmír v současné době prochází fází rychlého rozpínání: s každým dalším okamžikem se vesmír zvětšuje rychleji. Kosmologové nechápou příčinu tohoto zrychlování, které nazývají temnou energií. Pokud toto zrychlování přetrvá, pak se náš vesmír nakonec rozšíří do zapomnění a veškerá hmota a záření se roztrhají na kusy.
Nebylo by to první období rychlého růstu. V prvních okamžicích velkého třesku byly energie a hustoty tak extrémní, že si s nimi stávající fyzika nedokáže poradit; předpovídá singularitu, bod nekonečné hustoty, kde se matematika hroutí. Poté vesmír zažil období neuvěřitelně rychlého rozpínání známé jako inflace, které je rovněž špatně pochopeno.
Astronomové si již dlouho kladou otázku, zda tyto dvě fáze zrychleného rozpínání — jedna v nejranějších okamžicích velkého třesku a druhá v současné epoše — spolu souvisejí a zda entita, která pohání obě, se vyhne problému singularity velkého třesku.
Dynamičtí démoni
Dvojice teoretických fyziků publikovala 7. února v preprintové databázi arXiv (otevře se v nové záložce) studii, která zkoumá model vesmíru, v němž temná energie vždy hrála určitou roli. Předchozí výzkumy modelovaly temnou energii, která se v různých obdobích "zapínala" a poháněla rozpínání vesmíru, ale nový výzkum navrhuje realističtější model, který zahrnuje hmotu a záření.
Chtěli zjistit, zda temná energie může zabránit vzniku singularity velkého třesku, pohánět inflaci a urychlovat vývoj pozdního vesmíru. Aby se vesmír vyhnul počáteční singularitě, nemůže začínat z bodu nekonečné hustoty. Místo toho by vesmír, ve kterém žijeme, musel být jedním z nekonečné řady opakovaných "velkých odrazů".
Podle tohoto scénáře pohání temná energie vesmír, dokud nedosáhne určité velikosti. Poté se však temná energie přemění a donutí vesmír ke smrštění. Vesmír pak utrpí velkou krizi, ale těsně před dosažením stavu nekonečné hustoty se temná energie opět obrátí a začne období neuvěřitelně rychlé inflace a cyklus začne nanovo.
Jemně vyladěný mechanismus
Vědci nalezli model temné energie, který splňuje všechny tři předpoklady. Zásadní však je, že v extrémně raném vesmíru nemohla být přítomna hmota a záření, jinak by zhatily inflaci. Místo toho se hmota a záření musely objevit těsně po inflaci, když se část temné energie rozpadla a zaplavila vesmír světlem a hmotou.
I když byli vědci zpočátku úspěšní, nepodařilo se jim najít obecnou třídu modelů temné energie, která by vždy vedla ke stejným výsledkům. Místo toho museli uměle dosadit menší hodnotu pro současné zrychlené rozpínání, než předpovídá kvantová mechanika, aby dosáhli přesně správného výsledku.
Tento nový výzkum však ukazuje slibný směr a poskytuje životaschopnou platformu pro další zkoumání podobných modelů. Lidé nemusí nutně žít v chladném a prázdném vesmíru, protože temná energie se může v daleké budoucnosti chovat jinak. Teprve další výzkum odhalí náš konečný osud.
