# Может ли «Большой разрыв» уничтожить каждый атом во Вселенной?

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=gEyXTQ9do-c
Канал: PBS Space Time
Опубликовано: 28.03.2019

---

## Конец Вселенной: разорвет ли «Большой разрыв» каждый атом?
[[JUMP:00:00]]

Один из самых эффектных сценариев гибели Вселенной — «Большой разрыв» (Big Rip). В этом случае стремительное ускорение расширения пространства со временем станет настолько мощным, что преодолеет все гравитационные и электромагнитные связи, буквально разрывая на части галактики, звезды, планеты и, в конечном итоге, сами атомы. Хотя нынешние наблюдения указывают на то, что это маловероятно, физики продолжают исследовать возможность того, что темная энергия может вести себя иначе, чем принято считать сейчас.

## 🌌 Природа темной энергии и уравнение состояния
[[JUMP:00:27]]

Темная энергия — это неизвестное влияние, которое заставляет Вселенную расширяться с ускорением. В стандартной космологической модели она описывается как константа, плотность которой остается неизменной при увеличении объема пространства.

### Математика расширения
[[JUMP:02:29]]

Для понимания динамики Вселенной физики используют уравнения Фридмана. В этой системе гравитация зависит от плотности энергии и давления. Для обычной материи соотношение давления к плотности (уравнение состояния, обозначаемое буквой $w$) близко к нулю. Однако у темной энергии это значение равно $-1$.

* Если параметр $w$ равен $-1$, плотность темной энергии остается постоянной, что приводит к ускоряющемуся расширению.
* Если параметр $w$ больше $-1$, но меньше $-1/3$, расширение также ускоряется, но темная энергия со временем «разбавляется».
* Если $w$ меньше $-1$, мы входим в область так называемой «фантомной энергии».

## 💥 Сценарий «Большого разрыва»
[[JUMP:06:10]]

Если темная энергия является «фантомной» ($w < -1$), её плотность не просто остается постоянной, а возрастает со временем. Это приводит к тому, что темпы расширения Вселенной ускоряются до бесконечности.

### Хронология катастрофы
[[JUMP:09:00]]

Физик из Дартмутского колледжа Роберт Колдуэлл в своей работе 2002 года «Фантомная угроза» (The Phantom Menace) теоретически рассчитал последствия для случая $w = -1,5$:

1.  **За 22 миллиарда лет до конца:** начало действия катастрофического сценария.
2.  **За 1 миллиард лет до конца:** разрываются скопления галактик.
3.  **За 60 миллионов лет до конца:** разрушается Млечный Путь.
4.  **За 30 минут до конца:** гравитация фантомной энергии преодолевает притяжение внутри Земли, планета разрушается.
5.  **За $10^{-19}$ секунды до конца:** разрываются химические связи, затем атомы и нуклоны.

В финале Вселенная превращается в «суп» из изолированных элементарных частиц, бесконечно удаляющихся друг от друга.

## 📉 Насколько это реально?
[[JUMP:10:43]]

На данный момент данные наблюдений (космическое микроволновое фоновое излучение, барионные акустические осцилляции и сверхновые) указывают на то, что $w$ невероятно близко к $-1$. Команда миссии Planck вычислила значение $-1,028 \pm 0,032$, что оставляет лишь слабую возможность для существования фантомной энергии.

Большинство ученых считают, что темная энергия постоянна, по нескольким причинам:

* Статистическая близость к $-1$ выглядит как фундаментальное свойство.
* Существуют теоретические обоснования для постоянной энергии вакуума, в то время как для возрастающей темной энергии серьезных физических моделей практически нет.
* Фантомная энергия нарушает законы сохранения энергии и некоторые условия общей теории относительности, запрещающие, например, путешествия во времени.

## 🔮 Новые данные и вопросы
[[JUMP:12:30]]

Недавние исследования далеких квазаров намекают на параметр $w$, который может быть чуть меньше $-1$. Однако точности пока недостаточно, чтобы опровергнуть другие данные. Скорее всего, Вселенную ждет «тепловая смерть» — долгий и холодный финал, где звезды станут черными дырами и постепенно испарятся.

Вопрос о том, что произойдет при попытке «Большого разрыва» разорвать адроны (частицы, состоящие из кварков), остается открытым. Существует гипотеза, что энергия, затрачиваемая на разрыв связи между кварками, просто порождает новые пары частиц, что в предельном случае может выглядеть как «новый Большой взрыв».