Para ilmuwan mengatakan alam semesta bisa mulai menyusut “secara signifikan” segera

Setelah hampir 13,8 miliar tahun ekspansi terus menerus, alam semesta bisa segera berhenti, kemudian perlahan-lahan mulai menyusut, menurut penelitian baru yang diterbitkan dalam jurnal Science. Prosiding National Academy of Sciences Ini menyarankan.

Dalam makalah baru, tiga ilmuwan mencoba untuk memodelkan alam energi gelap Kekuatan misterius yang tampaknya menyebabkan alam semesta mengembang lebih cepat – berdasarkan pengamatan sebelumnya tentang ekspansi kosmik.

Dalam model tim, energi gelap Itu bukan kekuatan alam yang tidak dapat diubah, tetapi entitas yang disebut Esensi, yang dapat hancur seiring waktu.

Para peneliti telah menemukan bahwa meskipun perluasan alam semesta telah dipercepat selama miliaran tahun, gaya tolak energi gelap mungkin melemah.

Menurut model mereka, percepatan alam semesta dapat berakhir dengan cepat dalam 65 juta tahun ke depan — kemudian, dalam 100 juta tahun, alam semesta dapat berhenti sepenuhnya, dan sebaliknya dapat memasuki era kontraksi lambat yang berakhir miliaran tahun dari sekarang dengan kematian—atau Mungkin kelahiran kembali—waktu dan tempat.

Semua ini bisa terjadi “luar biasa” dengan cepat, kata rekan penulis studi Paul Steinhardt, direktur Princeton Center for Theoretical Science di Princeton University di New Jersey.

“Kembali ke masa 65 juta tahun, lalu Asteroid Chicxulub Pukul tanah dan singkirkan dinosaurusSteinhardt untuk Ilmu Pengetahuan Langsung. Pada skala kosmik, 65 juta tahun sangat singkat. “

Tidak ada tentang ini teori Ini kontroversial atau tidak masuk akal, Gary Henshaw, seorang profesor fisika dan astronomi di University of British Columbia yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan kepada Live Science.

Namun, karena model bergantung pada pengamatan ekspansi sebelumnya saja – dan karena sifat energi gelap saat ini di alam semesta adalah sebuah misteri – saat ini tidak mungkin untuk menguji prediksi dalam makalah ini. Untuk saat ini, mereka hanya bisa tetap teori.

energi vakum

Sejak 1990-an, para ilmuwan telah mengakui bahwa perluasan alam semesta semakin cepat; Jarak antar galaksi meluas lebih cepat sekarang daripada miliaran tahun yang lalu.

Para ilmuwan telah menjuluki sumber misterius energi gelap percepatan ini – entitas tak terlihat yang tampaknya bekerja secara terbalik gravitasiyang mendorong objek terbesar di alam semesta menjauh satu sama lain daripada mengelompok bersama.

Meskipun energi gelap membentuk hampir 70 persen dari total energi alam semesta, sifat-sifatnya tetap menjadi misteri total.

teori populer, disajikan oleh Albert EinsteinApakah ini energi gelap konstanta kosmik – Bentuk energi konstan yang dijalin menjadi kain Waktu luang. Jika demikian, dan gaya yang diberikan oleh energi gelap tidak pernah bisa berubah, maka alam semesta harus terus mengembang (dan berakselerasi) selamanya.

Namun, teori yang bersaing menunjukkan bahwa energi gelap tidak perlu konstan untuk mengakomodasi pengamatan ekspansi kosmik sebelumnya.

Atau, energi gelap mungkin sesuatu yang disebut inti – bidang dinamis yang berubah seiring waktu. (Steinhardt adalah salah satu dari tiga ilmuwan yang mengusulkan ide tersebut dalam makalah tahun 1998 yang diterbitkan dalam jurnal Surat Tinjauan Fisik.)

Berbeda dengan konstanta kosmologis, suatu esensi dapat bersifat tolak-menolak atau menarik, tergantung pada rasio energi kinetik dan energi potensialnya pada waktu tertentu. Selama 14 miliar tahun terakhir, esensinya menjijikkan.

Untuk sebagian besar periode itu, radiasi dan materi berkontribusi tidak signifikan dibandingkan dengan perluasan alam semesta. Itu berubah sekitar lima miliar tahun yang lalu, ketika inti menjadi komponen dominan dan efek tolakan gravitasi mempercepat perluasan alam semesta.

“Pertanyaan yang kami ajukan dalam makalah ini adalah, haruskah percepatan ini berlanjut selamanya?” kata Steinhardt. “Dan jika tidak, apa alternatifnya, dan kapan semuanya akan segera berubah?”

Kematian energi gelap

Dalam studi mereka, Steinhardt dan rekan-rekannya, Anna Egas dari New York University dan Cosmin Andre dari Princeton University, memprediksi bagaimana sifat-sifat zat dapat berubah selama beberapa miliar tahun ke depan.

Untuk melakukan ini, tim menciptakan model fisik inti, yang menunjukkan kekuatannya yang menjijikkan dan menarik dari waktu ke waktu, untuk mencocokkan pengamatan sebelumnya tentang perluasan alam semesta. Setelah model tim dapat dengan andal mereproduksi sejarah perluasan alam semesta, mereka memperluas prediksi mereka untuk masa depan.

“Yang mengejutkan mereka, energi gelap dalam model mereka dapat meluruh seiring waktu,” kata Henshaw. “Itu bisa melemahkan kekuatannya. Dan jika Anda melakukannya dengan cara tertentu, sifat anti-gravitasi energi gelap akhirnya menghilang dan berubah kembali menjadi sesuatu yang menyerupai materi biasa.”

Menurut model tim, gaya sentrifugal energi gelap di tengah penurunan cepat bisa dimulai miliaran tahun yang lalu.

Dalam skenario ini, percepatan perluasan alam semesta sudah melambat hari ini. Segera, mungkin dalam 65 juta tahun, percepatan ini bisa berhenti sepenuhnya — kemudian, dalam 100 juta tahun dari sekarang, energi gelap bisa menjadi menarik, menyebabkan seluruh alam semesta mulai menyusut.

Dengan kata lain, setelah hampir 14 miliar tahun pertumbuhan, ruang angkasa bisa mulai menyusut.

“Ini akan menjadi jenis kontraksi yang sangat istimewa yang kami sebut kontraksi lambat,” kata Steinhardt. “Alih-alih berkembang, ruang menyusut dengan sangat, sangat lambat.”

Pada awalnya, kontraksi alam semesta akan sangat lambat sehingga setiap manusia hipotetis masih hidup Tanah Dia bahkan tidak akan menyadari perubahannya, kata Steinhardt. Menurut model tim, dibutuhkan alam semesta beberapa miliar tahun kontraksi lambat untuk mencapai setengah ukurannya hari ini.

akhir alam semesta?

Dari sana, kata Steinhardt, satu dari dua hal bisa terjadi. Entah alam semesta menyusut sampai runtuh dengan sendirinya dalam “krisis” besar, dan ruang-waktu seperti yang kita ketahui berakhir—atau, alam semesta menyusut cukup untuk kembali ke keadaan yang mirip dengan kondisi aslinya, dan lainnya ledakan besar – atau “pantulan” besar – terjadi, membentuk alam semesta baru dari abu alam semesta lama.

Dalam skenario kedua itu (dijelaskan oleh Steinhardt dan rekan lainnya dalam makalah 2019 yang diterbitkan di jurnal Fisika Huruf B), alam semesta mengikuti pola periodik ekspansi dan kontraksi, berderak dan memantul, yang terus-menerus runtuh dan membentuk kembali.

Jika ini benar, alam semesta kita saat ini mungkin bukan alam semesta pertama atau satu-satunya, melainkan yang terbaru dalam rantai alam semesta tanpa akhir yang mengembang dan menyusut sebelum alam semesta kita. Dan itu semua tergantung pada perubahan sifat energi gelap.

Seberapa masuk akal semua ini? Henshaw mengatakan interpretasi makalah baru tentang inti adalah “asumsi yang sepenuhnya masuk akal tentang apa itu energi gelap.”

Dia menambahkan bahwa karena semua pengamatan kami tentang ekspansi kosmik berasal dari objek jutaan hingga miliaran tahun cahaya dari Bumi, data saat ini hanya dapat memberi tahu para ilmuwan tentang masa lalu alam semesta, bukan masa kini atau masa depannya.

Oleh karena itu, alam semesta mungkin sedang menuju krisis, dan kita tidak akan tahu sampai lama setelah fase kontraksi dimulai.

“Saya kira itu hanya bermuara pada seberapa meyakinkan Anda tentang teori ini dan, yang lebih penting, seberapa dapat Anda mengujinya?” Hinshaw telah ditambahkan.

Sayangnya, tidak ada cara yang baik untuk menguji apakah esensi itu nyata, atau apakah ekspansi kosmik mulai melambat, Steinhardt mengakui. Untuk saat ini, ini hanya masalah menyelaraskan teori dengan pengamatan sebelumnya – dan penulis melakukannya dengan cakap dalam makalah baru mereka.

Apakah masa depan pertumbuhan tanpa akhir atau pembusukan cepat menunggu alam semesta kita, hanya waktu akan memberitahu.

Artikel ini awalnya diterbitkan oleh Ilmu Langsung. Membaca Artikel asli ada di sini.