Loppuuko maailmankaikkeus pamahdukseen vai vinkumiseen? Pari teoreettista fyysikkoa on ehdottanut kolmatta polkua: ehkä maailmankaikkeus ei koskaan lopu.
Tutkimuksessa, jossa pyritään määrittelemään pimeän energian — salaperäisen ilmiön, jonka uskotaan aiheuttavan maailmankaikkeuden laajenemisen yhä nopeammin joka hetki — luonne, fyysikot havaitsevat, että kosminen laajeneminen ei ole aina itsestäänselvyys. He kirjoittavat, että pimeä energia saattaa pikemminkin "kytkeytyä" ajoittain päälle ja pois päältä, toisinaan kasvattaen kosmosta, toisinaan kutistaen sitä, kunnes olosuhteet ovat oikeat uuden alkuräjähdyksen tapahtumiselle — ja uuden maailmankaikkeuden syntymiselle.
Suuri pako
Maailmankaikkeutemme on tällä hetkellä laajenemassa: kosmoksen koko kasvaa nopeammin joka hetki. Kosmologit eivät ymmärrä tämän kiihtyvyyden syytä, jota he kutsuvat pimeäksi energiaksi. Jos kiihtyvyys jatkuu, maailmankaikkeutemme laajenee lopulta unholaan, jolloin kaikki aine ja säteily repeävät kappaleiksi.
Tämä ei olisi ensimmäinen hurjan kasvun kausi. Alkuräjähdyksen alkuhetkillä energiat ja tiheydet olivat niin äärimmäisiä, ettei nykyinen fysiikka pärjää — se ennustaa singulariteettia, äärettömän tiheyden pistettä, jossa matematiikka hajoaa. Sen jälkeen maailmankaikkeus koki uskomattoman nopean laajenemisen, jota kutsutaan inflaatioksi ja jota myös ymmärretään huonosti.
Tähtitieteilijät ovat jo pitkään pohtineet, liittyvätkö nämä kaksi kiihtyneen laajenemisen vaihetta - toinen alkuräjähdyksen alkuhetkillä ja toinen nykyhetkellä - toisiinsa ja välttyykö molempia ajava entiteetti alkuräjähdyksen singulariteetin ongelmalta.
Dynaamiset demonit
Vastatakseen tähän pari teoreettista fyysikkoa julkaisi 7. helmikuuta 7. helmikuuta preprint-tietokannassa arXiv (avautuu uuteen välilehteen) tutkimuksen, jossa tarkasteltiin maailmankaikkeuden mallia, jossa pimeällä energialla on aina ollut merkitystä. Aiemmissa tutkimuksissa pimeän energian "kytkeytyminen päälle" eri aikoina kosmisen laajenemisen vauhdittamiseksi mallinnettiin, mutta uudessa tutkimuksessa ehdotetaan realistisempaa mallia, joka sisältää aineen ja säteilyn.
He halusivat selvittää, voiko pimeä energia välttää alkuräjähdyksen singulariteetin, ajaa inflaatiota ja kiihdyttää myöhäisuniversumia. Jotta alkusingulariteetti voitaisiin välttää, maailmankaikkeus ei voi alkaa äärettömän tiheästä pisteestä. Sen sijaan maailmankaikkeuden, jossa elämme, pitäisi olla yksi toistuvien "alkuräjähdysten" äärettömässä sarjassa.
Tässä skenaariossa pimeä energia ohjaa maailmankaikkeutta, kunnes se saavuttaa tietyn koon. Sitten pimeä energia kuitenkin muuttuu ja pakottaa maailmankaikkeuden supistumaan. Tämän jälkeen kosmoksessa tapahtuu suuri romahdus, mutta juuri ennen kuin se saavuttaa äärettömän tiheyden, pimeä energia kääntyy jälleen ympäri, mikä saa aikaan uskomattoman nopean inflaation ja käynnistää syklin uudelleen.
Hienosäädetty mekanismi
Tutkijat löysivät pimeän energian mallin, joka täytti kolmoistehtävän. Ratkaisevaa oli kuitenkin se, että ainetta ja säteilyä ei saanut esiintyä äärimmäisen varhaisessa maailmankaikkeudessa, sillä muuten ne pilasivat inflaation. Sen sijaan aineen ja säteilyn täytyi ilmestyä heti inflaation jälkeen, kun osa pimeästä energiasta hajosi pois ja tulvi valoa ja ainetta maailmankaikkeuteen;
Vaikka tutkijat onnistuivat aluksi, he eivät onnistuneet löytämään pimeän energian mallien yleistä luokkaa, joka johtaisi aina samoihin tuloksiin. Sen sijaan heidän oli keinotekoisesti annettava nykyiselle kiihtyneelle laajenemiselle pienempi arvo kuin kvanttimekaniikka ennustaa, jotta he saivat täsmälleen oikean tuloksen.
Tämä uusi tutkimus osoittaa kuitenkin lupaavaan suuntaan ja tarjoaa toimivan alustan tämänkaltaisten mallien jatkotutkimukselle. Ihmisten kohtalona ei välttämättä ole elää kylmässä ja tyhjässä kosmoksessa, sillä pimeä energia saattaa käyttäytyä toisin kaukaisessa tulevaisuudessa. Vain jatkuva tutkimus paljastaa lopullisen kohtalomme.
