Любознательные дети: остановится ли когда-нибудь время?

Время когда-нибудь остановится? – Касандра, 11 лет, Эпсом, Великобритания

Время началось тогда, когда возникла Вселенная. Соответственно, конец Вселенной определит, закончится ли время. Но мы думаем, что Вселенная изначально была втиснута в бесконечно маленькое пространство. По какой-то причине, которую мы пока не понимаем, Вселенная сразу же начала расширяться — становиться все больше и больше. Эта идея или «модель» начала Вселенной называется Большим Взрывом.

Фото: https://www.goodfon.ru/

В 1998 году ученые узнали, что Вселенная расширяется все быстрее и быстрее, но мы до сих пор не знаем, почему это происходит. Возможно, это как-то связано с энергией космического вакуума. Это может быть новый тип энергетического поля. Или это может быть какая-то совершенно новая форма физики. Чтобы символизировать наше непонимание, мы называем это новое явление «темной энергией».

Несмотря на то, что мы все еще пытаемся понять, что такое темная энергия, мы уже можем использовать ее для предсказания различных способов, которыми может закончиться Вселенная. Если темная энергия не слишком сильна, Вселенной потребуется бесконечное количество времени, чтобы расшириться до бесконечно больших размеров. Бесконечный означает бесконечный, и поэтому в этом случае время никогда не закончится.

Но если темная энергия слишком сильна, она заставит Вселенную расширяться так быстро, что все в ней — даже крошечные атомы, которые являются строительными блоками для всего существующего — будут разорваны на части. В этом сценарии Большого разрыва Вселенная не будет расширяться вечно. Вместо этого она будет расширяться так быстро, что в определенный момент времени достигнет бесконечно больших размеров. Тот момент, когда Вселенная станет бесконечно большой и вся материя будет разорвана на части, будет последним. Вселенная перестанет существовать, и время подойдет к концу.

Есть и другой способ, которым вселенная может закончиться. Это называется Большой хруст. В этом сценарии Вселенная в какой-то момент перестанет расширяться и снова начнет сжиматься. Она будет становиться все меньше и меньше, галактики будут сталкиваться друг с другом, и вся материя во Вселенной будет сжиматься вместе. Когда Вселенная снова будет втиснута в бесконечно маленькое пространство, время закончится.

Большой отскок

Некоторые физики считают, что Большое сжатие может быть не концом Вселенной, а всего лишь серединой ее существования. Согласно этому способу мышления, Вселенная изначально бесконечно велика, затем бесконечно долго сжимается, пока не сожмется до минимально возможного размера. Когда это происходит, вместо прекращения происходит Большой взрыв, и Вселенная начинает расширяться.

Фото: https://www.nur.kz/

В этом сценарии Большого отскока существует бесконечное количество времени, прежде чем Вселенная сожмется в минимально возможное пространство, и бесконечное количество времени, пока она после этого расширится. Время не имеет ни начала, ни конца. В некоторых моделях Большого отскока Вселенная отскакивает только один раз. В других она совершает бесконечное количество отскоков, постоянно расширяясь и сжимаясь, как аккордеон, который никогда не перестает играть. Все эти сценарии показывают нам, что возможно, а не обязательно то, что верно. Во-первых, нам все еще нужно выяснить, что такое темная энергия. Что еще более важно, нет никакой гарантии, что наше нынешнее понимание того, как устроена Вселенная, верно.

Однажды, может быть, через 100 лет или всего через несколько недель кто-то (может быть, вы?) предложит лучшую теорию для описания устройства Вселенной. Может быть, тогда мы узнаем, приходит ли время когда-нибудь и заканчивается ли оно. С другой стороны, возможно, новая теория будет иметь совершенно иное представление о времени или даже полностью от него избавится.

Автор: Или Граур, старший преподаватель астрофизики Портсмутского университета