Se va sfârși universul cu un bang sau cu un scâncet? O pereche de fizicieni teoreticieni au propus o a treia cale: poate că universul nu se va sfârși niciodată.
Într-un studiu care încearcă să definească natura energiei întunecate - un fenomen misterios despre care se crede că determină expansiunea universului din ce în ce mai rapidă în fiecare moment - fizicienii au descoperit că expansiunea cosmică nu este întotdeauna un dat. Mai degrabă, scriu ei, energia întunecată poate "porni și opri" periodic, uneori crescând cosmosul, alteori micșorându-l până când condițiile sunt potrivite pentru ca un nou Big Bang să aibă loc — și pentru ca un nou univers să se nască.
Marea evadare
Universul nostru trece în prezent printr-o fază de expansiune galopantă: cosmosul se mărește mai repede cu fiecare clipă care trece. Cosmologii nu înțeleg cauza acestei accelerări, pe care o numesc energie întunecată. Dacă această accelerație persistă, atunci universul nostru se va extinde în cele din urmă până la uitare, cu toată materia și radiația sfâșiată.
Aceasta nu ar fi prima perioadă de creștere accelerată. În primele momente ale Big Bang-ului, energiile și densitățile au fost atât de extreme încât fizica existentă nu poate face față — aceasta prezice o singularitate, un punct de densitate infinită în care matematica se prăbușește. După aceea, universul a cunoscut o perioadă de expansiune incredibil de rapidă, cunoscută sub numele de inflație, care este, de asemenea, prost înțeleasă.
Astronomii se întreabă de mult timp dacă aceste două faze de expansiune accelerată, una în primele momente ale Big Bang-ului și una în epoca actuală, sunt legate una de cealaltă și dacă o entitate care le conduce pe amândouă evită problema singularității Big Bang-ului.
Demoni dinamici
Pentru a răspunde la această întrebare, o pereche de fizicieni teoreticieni au publicat un studiu pe 7 februarie în baza de date de preprinturi arXiv (se deschide într-o nouă filă), care a examinat un model al universului în care energia întunecată a jucat întotdeauna un rol. Cercetările anterioare au modelat energia întunecată "pornind" în diferite momente pentru a conduce expansiunea cosmică, dar noua cercetare propune un model mai realist care include materia și radiația.
Aceștia au vrut să vadă dacă energia întunecată poate evita o singularitate a Big Bang-ului, poate conduce inflația și poate accelera universul târziu. Pentru a evita această singularitate inițială, universul nu poate începe dintr-un punct de densitate infinită. În schimb, universul în care trăim ar trebui să fie unul dintr-o serie infinită de "Big Bounces" repetate.
În acest scenariu, energia întunecată conduce universul până când acesta atinge o anumită dimensiune. Dar apoi energia întunecată se transformă, forțând universul să se contracte. Cosmosul suferă apoi o mare criză, dar chiar înainte de a ajunge la o stare de densitate infinită, energia întunecată se întoarce din nou, conducând o perioadă de inflație incredibil de rapidă și începând ciclul din nou.
Un mecanism bine reglat
Cercetătorii au găsit un model de energie întunecată care a realizat tripla performanță. Dar, în mod crucial, materia și radiația nu puteau fi prezente în universul extrem de timpuriu, altfel acestea ar fi stricat inflația. În schimb, materia și radiația trebuiau să apară imediat după inflație, pe măsură ce o parte din energia întunecată se descompunea, inundând universul cu lumină și materie.
Deși inițial au avut succes, cercetătorii nu au reușit să găsească o clasă generică de modele de energie întunecată care să conducă întotdeauna la aceleași rezultate. În schimb, au fost nevoiți să introducă în mod artificial o valoare mai mică pentru expansiunea accelerată din prezent decât cea prevăzută de mecanica cuantică pentru a obține exact rezultatul corect.
Cu toate acestea, aceste noi cercetări indică o direcție promițătoare, oferind o platformă viabilă pentru explorarea în continuare a unor astfel de modele. Oamenii nu sunt neapărat destinați să trăiască într-un cosmos rece și gol, deoarece energia întunecată s-ar putea comporta diferit în viitorul îndepărtat. Doar cercetarea continuă va descoperi soarta noastră finală.
