СУДЬБА ВСЕЛЕННОЙ

Когда астрономы Маргарет Геллер и Эмилио Э. Фалко зарисовывали расположение галактик и галактических скоплений во Вселенной, стало ясно, что эти объекты расположены не спонтанно.

Совсем наоборот, они группируются в протяжённые нити и стены, разделённые пустыми промежутками, придавая Вселенной вид большой паутинообразной структуры. Предметом неподдельного интереса со стороны множества учёных является вопрос, как такая структура могла сформироваться и что удерживает её в целостном состоянии?

Теория Большого взрыва говорит, что ранняя Вселенная испытала гигантское расширение и, более того, Вселенная расширяется до сих пор. Единственное объяснение такого типа структур состоит в том, что гравитация вынудила галактики скапливаться в стены и нити. Для того чтобы притянуть такие огромные объекты друг к другу, с момента, прошедшего от Большого взрыва, должно было остаться огромное количество массы, преимущественно невидимой.

Компьютерное моделирование этапов формирования Вселенной показало, что алактики, их скопления и более крупные структуры могут со временем образовываться из скоплений тёмной материй в ранней Вселенной. Таким образом, она является необходимым «клеем», который удерживает её структуру в целостном виде. Однако физическое отображение или, грубо говоря, способ, каким образом тёмная материя заполняет пространство Вселенной, пока остаётся загадкой.

Вселенная и её Будущее

Помимо придания Вселенной структуры тёмная материя может играть немалую роль и в её судьбе. Сегодня Вселенная расширяется, но будет ли это расширение продолжаться вечно? Судьбу его определяет гравитация, а она прямо зависит от массы. При достижении критической плотности масс в 10,29 г/см3 (что эквивалентно нескольким атомам водорода в телефонной будке) существует три варианта дальнейшего развития событий.

Если существующая плотность масс будет превышать критический порог, Вселенная будет расширяться, замедлится в расширении, потом остановится и сожмётся вновь. Такой сценарий известен как Большое сжатие, или Закрытая Вселенная.

Если плотность масс будет равна критическому значению, Вселенная продолжит расширение бесконечно. Однако его скорость постепенно будет замедляться, а сама Вселенная будет постепенно остывать до тех пор, пока все предметы окружающего мира не станут холодными. Эта модель получила название Критической или Плоской Вселенной.

Наконец, модель Открытой Вселенной становится возможной, если текущая масса меньше критической плотности масс. В этом случае она продолжит расширение без изменений в его скорости.

Темная Вселенная

Изменение плотности масс должно включать в себя как тёмную, так и светлую материю. Поэтому очень важно знать, как много тёмной материи существует во Вселенной. Последние наблюдения за отдалёнными вспышками сверхновых наталкивают на мысль, что скорость расширения Вселенной всё же увеличивается. Это открывает четвёртый вариант развития - ускоряющаяся Вселенная, в которой галактики удаляются друг от друга относительно быстро. Она становится холодной и тёмной -быстрее, чем в Открытой Вселенной, но всё ещё в течение десятков миллиардов лет. Что вызывает подобное ускорение -точно неизвестно, но это явление было названо тёмной энергией. Тёмная энергия - ещё более загадочный феномен, чем тёмная материя, к тому же её должно быть очень много, чтобы ускорять всю Вселенную.

Текущие исследования космологии направлены на разрешение всех накопившихся вопросов. Какова природа тёмной материи? Как много её существует? Какое распределение этой материи? И что же такое тёмная энергия? Ответы на них помогут лучше понять происхождение, структуру и судьбу.

Источник: Блог о инновациях