Какой была бы наша Вселенная без темной энергии?
«Мы давно знали, что Вселенная расширяется. Но около 15 лет назад мои коллеги и я обнаружили, что она расширяется все быстрее и быстрее. Вселенная расширяется все быстрее, чего никто не ожидал, но теперь это приписывается загадочной темной энергии, которая, кажется, составляет около 70% Вселенной». — Адам Рисс
В 1998 году две независимые группы ученых, изучающие самые далекие сверхновые во Вселенной, сообщили об одном и том же неожиданном явлении: у этих ослепительных вспышек света, яркость и красное смещение которых были известны с высокой точностью, была проблема — они были намного тусклее, чем ожидалось. И чем выше красное смещение, тем больше проблема. Объяснение? Они были дальше — и, следовательно, казались менее яркими — чем предполагала традиционная версия расширяющейся Вселенной. Вместо того чтобы быть заполненной лишь материей и излучением по всей ткани пространства, Вселенная также содержала небольшое, но важное количество энергии, присущее самому пространству: темной энергии.
По мере того, как наши измерения становились все лучше и лучше, а мы собирали данные из других источников, вроде флуктуаций космического микроволнового фона (CMB), мы обнаружили, что примерно 68% энергии во Вселенной приходится на эту загадочную темную энергию. Да, темная материя, обычная материя, нейтрино и излучение — все это имело жизненно важное значение для расширения и развития Вселенной, особенно в ранние времена. Но по мере взросления Вселенной темная энергия становилась все более и более важной и в конечном итоге приблизилась к 100% энергии, присутствующей в нашей Вселенной.
Но согласно общей теории относительности, все может быть и не так. У нас могла бы быть Вселенная вовсе без темной энергии: где нулевая энергия пустого пространства действительно была бы нулем, а не каким-то крохотным, ненулевым значением. Если бы такой была наша Вселенная, чем она отличалась бы от Вселенной, которую мы имеем сегодня? Вы удивитесь, но заметные отличия действительно могли быть.
В настоящее время в нашей Вселенной возрастом 13,8 миллиарда лет 32% энергетической плотности приходится на материю, 68% на темную энергию, скорость расширения составляет 67 км/с/Мпк, а пределы наблюдаемого достигают 46,1 миллиарда световых лет. Если бы Вселенная имела точно такое же количество материи, но не имела бы темной энергии, она бы расширялась быстрее раньше и медленнее — сегодня. И значит:
Но главные различия проявятся далеко в будущем, особенно когда нам придется столкнуться со своей судьбой.
В нашей Вселенной, где царит темная энергия, скорость удаления галактик от нас увеличивается с каждой минутой. Галактики, которые сейчас в 15 миллиардах световых лет от нас, удаляются быстрее скорости света, и никто из покидающих Землю — ни с помощью релятивистского космического аппарата, ни с помощью зонда, ни даже сам свет —