Перейти к содержанию

Большое сжатие

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Большое сжатие

В космологии, Большое сжатие (англ. Big Crunch, также употребляется термин «Большой хлопо́к»[1]) — один из гипотетических сценариев будущего Вселенной, в котором расширение Вселенной со временем меняется на сжатие, и Вселенная коллапсирует, в конце концов схлопываясь в сингулярность. К концу 1990-х годов по наблюдениям за далёкими сверхновыми было открыто ускоренное расширение Вселенной, из-за чего возможность будущего перехода расширения к сжатию была в целом отвергнута. Однако если имеет место гипотетическая эволюция тёмной энергии, то не исключена возможность, что ускоренное в данный момент расширение в будущем сменится сжатием.

Обзор

[править | править код]
Уменьшение Вселенной при большом сжатии

Если Вселенная конечна в пространстве, и скорость расширения не превышает скорость убегания, то совместное гравитационное притяжение всей её материи в конце концов остановит расширение Вселенной и заставит её сжиматься. Вследствие возрастания энтропии картина сжатия будет сильно отличаться от обращённого во времени расширения. В то время как ранняя Вселенная была очень однородной, сжимающаяся Вселенная будет разбиваться на отдельные изолированные группы. В конце концов, вся материя коллапсирует в чёрные дыры, которые затем будут срастаться, создавая в результате единую чёрную дыру — сингулярность Большого сжатия.

Постоянная Хаббла определяет текущее состояние расширения Вселенной, сила гравитации зависит от плотности и давления материи во Вселенной, а их соотношение задаётся критической плотностью Вселенной. Если плотность Вселенной больше критической, то гравитационные силы остановят расширение Вселенной, и она начнёт сжиматься. Если же плотность Вселенной меньше критической, Вселенная будет продолжать расширяться, и сил гравитации будет недостаточно, чтобы остановить это расширение. Этот сценарий развития приведёт к результату, известному как «Большое замерзание», когда Вселенная остывает по мере расширения и достигает состояния энтропии[2][нет в источнике]. Некоторые теории говорят, что Вселенная может сжаться до состояния, с которого она началась, а затем произойдёт новый Большой Взрыв, и такие циклы сжатия-расширения будут продолжаться вечно[3], насколько понятие «вечно» вообще применимо за пределами пространственно-временного континуума.

Опровержение

[править | править код]
Сценарии дальнейшего развития Вселенной в зависимости от космологических параметров: плотности материи и космологической постоянной . Практически горизонтальная прямая разделяет бесконечное расширение (выше) и Большое сжатие (ниже). Разноцветные закрашенные области обозначают ограничения на параметры, задаваемые различными наблюдательными данными: реальная величина параметров должна находиться на их пересечении или поблизости, так что наблюдения исключают возможность Большого сжатия.

Различные наблюдательные данные, например, наблюдение дальних сверхновых как объектов стандартной светимости (подробнее см. Шкала расстояний в астрономии), а также тщательное изучение реликтового излучения привели к выводу, что плотность тёмной энергии во Вселенной слишком велика, а плотность материи мала, чтобы расширение Вселенной в какой-то момент сменилось сжатием — наоборот, расширение Вселенной происходит с ускорением. Таким образом, в стандартной космологической модели сценарий Большого сжатия считается исключённым[4][5].

Однако современные наблюдения (например, эксперимент DESI[англ.]) свидетельствуют, что тёмная энергия — причина ускоренного расширения Вселенной — может не быть космологической постоянной, а её плотность может эволюционировать со временем (то есть, в её уравнении состояния ). Существуют различные интерпретации и теории, описывающие такую тёмную энергию[6]. В одном из вариантов тёмная энергия двухкомпонентна: она состоит из собственно космологической постоянной и аксионной тёмной энергии. В рамках этой теории, как описано в статье 2025 года, предполагается, что ускоренное расширение Вселенной вызвано аксионной составляющей, а плотность космологической постоянной может быть отрицательной. Из-за чего ускоренное (в данный момент) расширение Вселенной может в будущем замедлиться и обратиться в сжатие[7].

В искусстве

[править | править код]

Процесс Большого сжатия стал причиной упадка цивилизации в серии французских фантастических романов Зеба Шилликота.

См. также

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Л. Ширшов. ВРЕМЯ — НАЗАД? Архивная копия от 1 декабря 2017 на Wayback Machine // Наука и жизнь № 12, 2000 г., по материалам журнала «CERN Courier», Vol. 40, N. 2, 2000.
  2. ↑ Dr. Gary F. Hinshaw, WMAP Introduction to Cosmology. NASA (2008) [1] Архивная копия от 27 декабря 2016 на Wayback Machine
  3. ↑ Jennifer Bergman, The Big Crunch, Windows to the Universe (2003) [2] Архивная копия от 16 марта 2010 на Wayback Machine
  4. ↑ Y Wang, J M Kratochvil, A Linde, and M Shmakova, Current Observational Constraints on Cosmic Doomsday. JCAP 0412 (2004) 006,.astro-ph/0409264 Архивная копия от 17 января 2020 на Wayback Machine
  5. ↑ Ryden, 2017, pp. chapter 6.5.
  6. ↑ Marina Cortês, Andrew R. Liddle. Interpreting DESI's evidence for evolving dark energy (англ.) // Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. — 2024-12. — Vol. 2024, iss. 12. — P. 007. — ISSN 1475-7516. — doi:10.1088/1475-7516/2024/12/007.
  7. ↑ Hoang Nhan Luu, Yu-Cheng Qiu, S.-H. Henry Tye. The lifespan of our universe (англ.) // Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. — 2025-09. — Vol. 2025, iss. 9. — P. 055. — ISSN 1475-7516. — doi:10.1088/1475-7516/2025/09/055.

Литература

[править | править код]
  • Ryden B. Introduction to Cosmology. — Cambridge University Press, 2017. — 277 с. — ISBN 978-1-107-15483-4.
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Большое_сжатие&oldid=149736147