Продолжительность жизни Вселенной всегда была одной из самых захватывающих тем в астрономии и космологии. Современные технологии и крупномасштабные проекты, такие как Dark Energy Survey (DES) и Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), совершили значительный скачок в нашем понимании тёмной энергии и, как следствие, судьбы Вселенной. Тёмная энергия занимает около 68% всей энергии во Вселенной и отвечает за её ускоренное расширение. Однако новые данные свидетельствуют о том, что свойства тёмной энергии могут отличаться от ранее принятой модели с постоянной космологической константой. Вместо уравнения состояния тёмной энергии w = -1, различные исследования показывают, что w может отличаться от этого значения, открывая двери для альтернативных моделей, таких как модель аксионной тёмной энергии.
Модель аксионной тёмной энергии подразумевает наличие ультралёгкой частицы, известной как аксион, совмещённой с космологической постоянной. Именно эта модель позволяет объяснить наблюдаемое отклонение параметра w от -1. Интересно, что в ходе анализа данных DES и DESI было обнаружено, что космологическая константа Λ может быть отрицательной. Это вывод, который переворачивает классическое представление о бесконечном расширении Вселенной. Если Λ действительно отрицательна, то на горизонте событий Вселенной может быть так называемый «Большой Крах» — коллапс всего космоса в конечном итоге.
В научной работе, опубликованной на arXiv в 2025 году, группа исследователей, включая Хоанга Нхана Луу, Ю-Чен Цю и С.-Х. Хенри Тые, предлагает новую оценку срока жизни нашей Вселенной, исходя из модели с отрицательной космологической постоянной. Используя данные лучшего соответствия, полученные от больших оптических и спектроскопических обзоров, учёные пришли к выводу, что наша Вселенная может просуществовать ещё примерно 33 миллиарда лет до наступления Большого Краха. Для современного понимания космологии значение этого прогноза трудно переоценить.
Открытие свидетельствующего о конце Вселенной через несколько десятков миллиардов лет называет под сомнение привычную картину о вечном расширении, при котором пространство будет становиться всё менее плотным и холодным с течением времени. Вместо этого появляется сценарий, при котором притяжение, вызванное отрицательной Λ, в итоге преодолеет силу расширения, и вся Вселенная начнёт сжиматься. Такой «Большой Крах» приведёт к сжатию материи и энергии, обратному Большому Взрыву. Почему же нынешние научные данные указывают на отрицательную космологическую константу? Причина в тонкой настройке параметров тёмной энергии, измеренной в последних проектах DES и DESI. Анализ большого объёма данных с глубокой проработкой спектроскопических измерений и распределения галактик позволил зафиксировать отклонение параметра w от -1 с высокой достоверностью.
Хотя присутствует сильная корреляция между параметрами модели, вероятность того, что Λ действительно отрицательная, остаётся значительной. Это подталкивает к пересмотру теоретических моделей, принимая во внимание физику ультралёгких аксионов и влияние их квантовых свойств на динамику пространства-времени. Влияние данного открытия на космологию крайне серьёзно. Во-первых, оно задаёт новый ориентир для будущих исследований в области фундаментальной физики, включая квантовую гравитацию и теорию струн. В частности, существование аксионной тёмной энергии связывает космологию с теориями высоких энергий, где частицы типа аксионов предлагаются как кандидаты на составляющие тёмной материи и энергию вакуума.
Во-вторых, будущее наблюдение и уточнение параметров модели помогут различить возможные сценарии эволюции Вселенной — от бесконечного расширения и замерзания до потенциального циклического развития с фазами сжатия и расширения. Не стоит забывать и о практической стороне научно-технического прогресса. Усиление масштабных проектов, таких как DESI и последующие поколения телескопов, будет способствовать накоплению данных с ещё большей точностью и детальностью. Это позволит проверить гипотезу о отрицательной космологической константе и даже открыть новые явления, связанные с динамикой тёмной энергии. Отслеживание распределения галактик, их скорости удаления, а также детальное картирование крупномасштабной структуры Вселенной — всё это интенсивно развивается благодаря новым технологиям и методам.
Кроме того, разговор о конечности жизни Вселенной будоражит не только учёных, но и философов, и широкий круг людей, задуманных о сути существования. Представление о том, что всё во Вселенной когда-то закончится, вызывает серьёзные размышления о бесконечности времени и пространства, а также о месте человека в космическом масштабе. Современная наука тем самым не только даёт ответы на фундаментальные вопросы, но и стимулирует новые направления мировой культуры и философии. Последние открытия подчёркивают важность международного сотрудничества в области астрономии и физики. Объединение большого количества данных из различных источников, а также коллективные усилия учёных со всего мира, позволили получить более точные модели Вселенной и поставить под сомнение устоявшиеся концепции.
Это в очередной раз демонстрирует, что космология — динамично развивающаяся наука, для которой каждый новый эксперимент и каждое новое наблюдение имеют решающее значение. Таким образом, модель с отрицательной космологической постоянной и аксионной тёмной энергией не только меняет наши представления о будущем Вселенной, но и расширяет рамки фундаментальной науки, соединяя её с разными направлениями физики и математики. Оценка срока жизни в 33 миллиарда лет — одно из важнейших предсказаний современной космологии, которое нуждается в дальнейшей проверке и критическом анализе. По мере развития наблюдательных технологий и теоретических моделей наша картина будущего Вселенной будет становиться всё интереснее и многограннее, продолжая вызывать восхищение и научный интерес.
