Összeomlás: sokkal hamarabb vége lehet a világnak, mint gondoltuk

Meglepő következtetésre jutott egy új publikáció amely azt sugallja, hogy a világegyetem várható teljes élettartama mindössze 33 milliárd év. A nemrég publikált modellszámítás szerint az univerzum összidejének kevesebb mint egyharmada alatt fog összeomlani egyetlen szingularitássá, bár a tanulmányt jegyző kutatók azt is hozzáfűzték a modelljük bemutatásához, hogy ez csak az egyik lehetséges forgatókönyv.

Az új elmélet szerint 10 milliárd év múlva elkezdődik az univerzum összeomlása Fotó: NASA

Az univerzum várható élettartama drasztikusan rövidebb, mint azt korábban gondolták, és a világegyetem mindössze 10 milliárd év múlva elkezd összeomlani -állítja a június 30-án az arXiv preprint szerverre feltöltött és még nem lektorált új tanulmány.

Az univerzum várható élettartama sokkal rövidebb a feltételezettekhez képest - állítja egy új publikáció      Fotó: Space Wallpapers

Az univerzum halálát a nagy fagyás, vagy pedig a nagy reccs fogja előidézni?

Jelenleg két fő teória létezik arra, hogyan pusztulhat el a világegyetem. Az egyik az úgynevezett „nagy fagyás” elmélete, mely szerint az univerzum addig tágul, amíg a világegyetemet alkotó összes csillag el nem veszíti energiáját és nem hűl le az abszolút nulla fokra; a másik, a „nagy összeomlás” teóriája szerint pedig a világegyetem jelenlegi tágulása csak átmeneti állapot és egy bizonyos pont után elkezd összehúzódni, majd végül egy fordított ősrobbanásban, az úgynevezett "nagy reccs" során ugyanolyan szingularitássá omlik össze, mint amiből 13,8 milliárd éve az ősrobbanással keletkezett. 

Fotó: NASA

A tudósok nehezen tudnak megegyezni abban, hogy e két elmélet közül melyik a valószínűbb, mivel a legújabb megfigyelések komoly bizonytalanságokat tártak fel a világegyetem tágulásának sebességével kapcsolatban – ez utóbbit kozmológiai válságnak nevezik. E válság megoldásának egyik lehetséges módja a kozmológiai állandó valódi értékének feltárása, amely egy olyan „mágikus" elméleti szám, ami a kozmikus tágulás ütemének kiszámítására használható fel. Ehhez azonban először fel kellene tárnunk a sötét energia egyelőre még megfoghatatlan kilétét – azt a titokzatos erőt vagy anyagot, amelyről úgy tűnik, hogy a világegyetem tágulását hajtja. 

A sötét energia létét Einstein kozmológiai állandója is előrevetítette    Fotó: TrendinTech

Ennek érdekében a június 30-án az arXiv preprint szerverre feltöltött és még nem lektorált tanulmányban a publikációt jegyző kutatók, Hoang Nhan Luu, Yu-Cheng Qiu és H. Henry Tye a Dark Energy Survey (DES) és a Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) legújabb eredményeit vizsgálták meg és az eredményeik arra utalnak, hogy a sötét energia axionokból állhat.

Az axionok olyan hipotetikus ultrakönnyű részecskék, amelyek ritkán lépnek kölcsönhatásba az anyaggal. Ha léteznek, ez azt jelentihet, hogy a kozmológiai állandó negatív értékű, ami az univerzum magába roskadásához vezet.

A nagy összeomlás új modelljét használva a kutatók a világegyetem teljes élettartamát körülbelül 33 milliárd évre becsülik. 

Tekintettel arra, hogy az univerzum a jelenlegi becslések szerint körülbelül 13,8 milliárd éves, ez azt jelenti, hogy a világmindenség már teljes élettartamának több mint az egyharmadát betöltötte.

Mikor kezdődik el a nagy összeomlás?

Ha az újonnan megállapított idővonal helyes, a világegyetem tágulása körülbelül 10 milliárd év múlva megáll és sokkal gyorsabban kezd el összehúzódni, mint azt más modellek korábban jósolták – írta nemrégiben a Space.com csillagászati portál. Más modellek viszont azt sugallják, hogy a nagy összeomlás még több százmilliárd évig nem következhet be. A sötét energia valódi mibenléte azonban továbbra is rejtély, ami azt jelenti, hogy az univerzum élettartamára vonatkozó új modellt is tisztán elméleti jellegűnek tekinthetjük.

Az univerzum életkorára csak elméleti modellszámítások, illetve hipotézisek léteznek  Fotó: NASA/JPL-Caltech

A kozmológiában a sötét energia olyan feltételezett energiaforma, ami az egész univerzumban jelen van és erős antigravitációs hatást, másként megfogalmazva negatív nyomást fejt ki. Einstein általános relativitáselmélete szerint a negatív nyomás nagy távolságokon semlegesíti a gravitációt. Jelenleg a sötét energia a legelfogadottabb hipotézis az univerzum gyorsuló tágulására, ami csak 1998-ban bizonyosodott be Samuel Perlmutter, Brian P. Schmidt és Adam Riesset felfedezése után.

Nem ez az első olyan tanulmány, ami arra utal, hogy a nagy összeomlás a vártnál korábban elkezdődhet. 2022-ben kutatók egy csoportja arra a teoretikus konklúzióra jutott, hogy az univerzum tágulása akár már 100 millió éven belül is megállhat. 

Albert Einstein úgy vélte, hogy az univerzum végtelen ideig tágul   Fotó: Wikimedia Commons

Paul Steinhardt a Princeton Egyetem Elméleti Tudományok Központjának igazgatója és munkatársai, Anna Ijjas, valamint Cosmin Andrei az Amerikai Tudományos Akadémia szaklapjában, a PNAS-ban publikált dolgozata abból indult ki, hogy a sötét energia nem konstans, hanem egy olyan erőhatás, ami idővel elenyészik. Albert Einstein korábban azt feltételezte, hogy a sötét energiának nevezett erőhatás állandó és ennek köszönhetően a véges, de határtalan univerzum tágulása is végtelen ideig tart. Steinhardt és kollégáinak empirikus kutatásai viszont arra utalnak, hogy az idő múlásával a sötét energiának is csökken az energiaszintje, ami egy bizonyos ponton megállítja a tágulást és ekkor elkezdődik az univerzum összezsugorodása. 

Paul Steinhardt, a Princeton Egyetem Elméleti Tudományok Központjának igazgatója  Fotó: Paul Steinhardt

A 2022-ben megjelent tanulmány szerzői arra jutottak, hogy ez az állapot alig 100 millió év múlva is bekövetkezhet. 

De ha az univerzum a nagy összeomlás helyett a nagy fagyással ér véget -ami a 20. század legnagyobb elméleti fizikusa, Albert Einstein által kedvelt forgatókönyv volt-, akkor valószínűleg sokkal később következik be a halála is. A legújabb, ehhez a megközelítéshez kapcsolódó kutatások szerint a nagy fagyás, vagyis az univerzum abszolút nulla fokra való lehűlése leghamarabb körülbelül 1 kvinvigintillió (az 1-et 78 nulla követi), azaz 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 év múlva következhet be -írja a Live Science tudományos hírportál.

Még nem világos, mikor és milyen véget ér az univerzum  Fotó: AAS Nova

Az abszolút nulla fok a termodinamikai hőmérsékleti skála legalsó határa, olyan állapot, ahol az ideális hűtött gáz entalpiája és entrópiája megközelíti a nulla minimumértéket, ami a Celsius skálán -273,15 foknak felel meg.

Mi vár az univerzumra: örök körforgású újjászületés, vagy végső megsemmisülés?

Más elméletek azt tartják, hogy a kozmikus tágulás hirtelen többször is megfordulhat, ami még tovább bonyolítja a lehetséges időkereteket mindkét forgatókönyv esetében. Stephen Hawking fekete lyukakkal kapcsolatos kutatómunkája azt sugallta, hogy az univerzumban minden elpárologhat, még azt megelőzően, hogy bármelyik forgatókönyv bekövetkezne. Egyes kozmológus szakértők azt is felvetették, hogy a jelenlegi univerzumunk csak egyik reinkarnációja az ősrobbanások végtelen ciklusának; ez az elképzelés pedig lényegében halhatatlanná teszi a kozmoszt. 

A nagy összeomlás művészi ábrája   Fotó:  Pinterest/Ashfaq Ahmad

A pulzáló világegyetem teóriája szerint ugyanis a tágulás megállását követő összehúzódás egészen addig tart, amíg az univerzum összes anyaga és energiája egyetlen szingularitásban nem egyesül ugyanúgy, mint az ősrobbanás pillanatában, és ekkor ismét bekövetkezik egy újabb "ősrobbanás", valamint az új univerzum megszületése. Egy másik elmélet szerint a "nagy reccs", vagyis a világmindenség egyetlen szingularitásba való összehúzódása megsemmisíti az univerzumot, így a teret és az időt is. Mások azt feltételezik, hogy az univerzum nem egyéb mint egy szimuláció vagy hologram, ami felveti azt a kérdést, hogy egyáltalán "valóságos"-e. Az egyetlen dolog, amiben a legtöbb kutató egyetért, hogy nagyon-nagyon hosszú időbe telhet, mire kiderül, kinek van igaza.

Az idén június végén publikált új modellszámítás szerint:

• 10 milliárd év múlva megáll az univerzum tágulása
• és ekkortól kezdve a világegyetem folyamatos zsugorodásba kezd,
• melynek végén az összes anyaga és energiája egyetlen szingularitássá válik.