Да ли ће се свемир заувек проширити или ће се на крају срушити у сићушну мрљу?
Документ објављен у јуну, сугерисао је да је бесконачно ширење немогуће према великој теорији физике - претпоставци која је створила огромне таласе у заједници физике.
"Људи су врло љубазни због тога јер ако је то истина и открију, било би спектакуларно", рекао је Тимм Врасе, физичар са Бечког технолошког универзитета.
Сада су Врасе и његове колеге објавили одвојену студију која у том аргументу побуђује велику рупу, што значи да се свемир који се шири још увек не може искључити.
Тамна енергија и космичка експанзија
Наш универзум је прожет огромном, невиђеном силом која као да се противи гравитацији. Физичари ову силу називају тамном енергијом, а сматра се да она стално гура наш универзум према споља.
Али у јуну, група физичара објавила је чланак у часопису за претисак арКсив у коме се наговештава да се тамна енергија временом мења. То значи да се универзум неће заувек проширити, али ће се можда срушити на величину каква је била пре Великог праска.
Готово одмах, међутим, физичари су пронашли проблеме са теоријом: Неколико независних група накнадно је објавило радове који су предложили ревизију претпоставке. Сада, рад објављен 2. октобра у часопису Пхисицал Ревиев Д каже да оригинална претпоставка не може бити истинита јер не може објаснити постојање Хиггсовог бозона - за који знамо да постоји, захваљујући Велики хадронски сударач, масивни сударач честица на граници између Француске и Швајцарске.
Ипак, уз мало теоретског промена, претпоставка колабирања у свемиру и даље би могла бити одржива, рекао је Врасе, коаутор на новом раду Пхисицал Ревиев Д, за Ливе Сциенце.
Како објаснити све што је икада постојало?
Теорија струна, која се понекад назива и теорија свега, је математички елегантан, али експериментално недоказан оквир за обједињавање Еинстеинове теорије опште релативности са квантном механиком. Теорија струна сугерира да све честице које чине свемир заправо нису тачкице, већ једнодимензионални низови који вибрирају - а разлике у тим вибрацијама омогућавају нам да једну честицу видимо као фотон, а другу као електрон.
Да би теорија струна била одрживо објашњење за свемир, међутим, мора да укључује тамну енергију.
Замислите ову тамну енергију као куглу у пејзажу планина и долина који представљају количину потенцијалне енергије коју има, рекао је Врасе. Ако лопта стоји на врху планине, можда је мирна, али може се спустити уз најмању узнемиреност, па је нестабилна. Ако лопта сједи у долини, не мијења се или се креће, има малу енергију и борави у стабилном свемиру, јер би је чак и снажни притисак повукао назад у долину.
Теоретичари струне дуго су претпостављали да је тамна енергија стална и непроменљива у универзуму. Другим речима, она се ускочи у долине између планина, а не котрља се са врхова планина и тако се не мења током времена, рекао је Врасе.
Али претпоставка изнета у јуну сугерира да, како би теорија струна функционирала, пејзаж нема планине или долине изнад разине мора. (У овом концепту, наш универзум стоји изнад нивоа мора - што метафорички означава тачку у којој тамна енергија почиње или привлачити свемир или гурати свемир на једно друго.)
Уместо тога, пејзаж је благ нагиб и лопта тамне енергије се котрља све доле. "Док се котрља према доле, тамна енергија постаје све мања и мања", рекао је Врасе. "Висина кугле одговара количини тамне енергије у нашем универзуму."
У овој теорији, тамна енергија би се евентуално могла пробити испод нивоа мора и започети повлачење свемира у свој облик пре Великог праска.
Али постоји само један проблем, рекао је Врасе.
"Показали смо да такви нестабилни врхови мора да постоје", рекао је. То је зато што знамо да Хиггсова честица постоји. И експериментално смо доказали да Хиггсове честице могу постојати на овим врховима планина или у "нестабилним универзумима", и да их може пореметити и најмањим додиром, рекао је.
Потешкоће са стабилношћу свемира
Цумрун Вафа, теоретичар гудача на Харварду и виши аутор радова са претпоставкама из јуна, рекао је Ливе Сциенце-у у е-поруци да, заиста, оригинална претпоставка има "проблема са нестабилним универзумима". Овај нови рад и неколико других људи показују овај проблем, додао је. Али, постоји неколико радова који су предложили мале ревизије претпоставке које би се ипак придржавале ограничења које су Врасе и његов тим предложили, рекао је.
Чак и у ревидираној претпоставци, "не бисмо били у стабилном универзуму, већ би се ствари промениле", рекао је Врасе. Ревизија каже да врхови планина могу постојати, али стабилне долине не могу, рекао је. (Замислите облик коњског седла). Лопта се на крају мора почети котрљати и тамна енергија се мора временом мењати, додао је. Али "ако је претпоставка погрешна, онда би тамна енергија могла бити константна, седели бисмо у долини између две планине", а универзум би се стално ширио.
У року од 10 до 15 година нада се да ће нам сателити који прецизније мере ширење свемира помоћи да схватимо да ли је тамна енергија константна или се мења.
Вафа се сложила. "Ово су узбудљива времена у космологији и надамо се да ћемо у наредних неколико година видети експерименталне доказе за промену тамне енергије у нашем универзуму", рекао је.
