Большой разрыв

Разрушение галактики согласно гипотезе Большого разрыва

Большой разрыв (англ. Big Rip) — космологическая гипотеза о судьбе Вселенной, предсказывающая развал (разрыв) всей материи за конечное время.

Описание

Справедливость этой гипотезы сильно зависит от природы тёмной энергии, а именно, от параметра [math]\displaystyle{ w }[/math], равного отношению давления тёмной энергии к её плотности (см. уравнение состояния). Если [math]\displaystyle{ w }[/math] < −1, то Вселенная будет ускоренно расширяться, и величина масштабного фактора станет равной бесконечности за конечное время.

Если гипотеза «Большого разрыва» верна, то, по мере увеличения скорости расширения, расстояние до горизонта событий — то есть той части Вселенной, которая удаляется от наблюдателя со скоростью света — будет уменьшаться. Всё, что находится за горизонтом, недоступно наблюдению, потому что скорость света является пределом для любых взаимодействий. Объект, расположенный в центре наблюдаемой вселенной, не взаимодействует ни с чем, находящимся за горизонтом. Если размер горизонта событий становится меньше размеров какого-либо объекта, то между частями этого объекта невозможны никакие взаимодействия — ни гравитационное, ни электромагнитное, ни сильное или слабое.

Авторы этой гипотезы вычислили оставшееся время до конца существования Вселенной такой, какой мы её знаем:

[math]\displaystyle{ t_\text{rip} - t_0 \approx \frac{2}{3|1 + w|H_0\sqrt{1 - \Omega_\text{m}}}, }[/math]

где [math]\displaystyle{ w }[/math] — отношение давления тёмной энергии к её плотности, H₀ — постоянная Хаббла, Ω_m — текущее значение всей материи во Вселенной.

В своей работе авторы рассмотрели следующий пример:

[math]\displaystyle{ w }[/math] = −1,5,

H₀ = 70 (км/с)/Мпк,

Ω_m = 0,3.

И в этом случае конец Вселенной (Большой разрыв) наступит приблизительно через 22 млрд лет.

• За миллиард лет до Большого разрыва распадутся скопления галактик.
• Примерно за 60 млн лет до Большого разрыва гравитация станет слишком слабой, чтобы удерживать галактики. Распадётся и наша галактика.
• За три месяца до Большого разрыва Солнечная система станет гравитационно несвязанной.
• За 30 минут до Большого разрыва разрушится Земля.
• За 10⁻⁹ с (1 нс) до Большого разрыва разрушатся атомы.

Все эти значения, разумеется, относятся к объектам, которые будут существовать к тому времени вместо нашей галактики, Солнечной системы и Земли соответственно.

В этот момент, как и в момент Большого взрыва, перестают работать известные человеческой науке законы физики, и дальнейшую судьбу Вселенной предсказать невозможно.

На 2022-ой год неизвестно, обладает ли тёмная энергия такими свойствами, при которых может реализоваться этот сценарий.

Экспериментальные данные

Судя по наблюдениям рентгеновской обсерватории «Чандра» за скоростями скоплений галактик, значение [math]\displaystyle{ w \thickapprox -0,99 }[/math], что означает, что Большой разрыв невозможен. Однако, вероятность ошибки всё ещё имеется, и неизвестно, какой из трёх случаев является верным: [math]\displaystyle{ w }[/math] < −1, [math]\displaystyle{ w }[/math] = −1 или [math]\displaystyle{ w }[/math] > −1.

См. также

• Большой взрыв
• Большой отскок
• Большое сжатие
• Большое замерзание

Ссылки

• Phantom Energy and Cosmic Doomsday (англ.)  (недоступная ссылка). Robert R. Caldwell, Marc Kamionkowski, Nevin N. Weinberg.
• Разрыв Вселенной // «Астронет»
• Overbye, Dennis. From Space, A New View Of Doomsday (17 February 2004).
• Devlin, Hannah. This is the way the world ends: not with a bang, but with a Big Rip (3 July 2015).
• Mastin, Luke The Big Crunch, the Big Freeze and the Big Rip (неопр.). Physics of the Universe (2009).