Защо се разширява Вселената? И докога?

Нашата Вселена се разширява. С ускорение. С всяка следваща секунда пространството между галактиките в Космоса се увеличава все по-бързо и по-бързо.

Каква ще бъде крайната съдба на Вселената – вечно разширение или Голям срив? Ключът към този въпрос е разбирането на „тъмната енергия“ - най-голямата загадка за съвременната астрофизика, която е и причина за ускорението, започнало внезапно преди 4-5 милиарда години.

Чак в края на двадесети век учените откриват, че Вселената се разширява с ускорение. Началото му е преди само около 5 млрд. г., сравнително скоро спрямо възрастта на Вселената, която е на почти 14 милиарда години. Това е огромна изненада за всички учени, тъй като според тогавашните теории Вселената би трябвало да забавя, а не да ускорява своето разширение.

Всъщност самият Айнщайн е срещнал проблеми с идеята за Вселена, която се променя, а не е статична. Почти до самия край на живота си великият учен вярва, че Вселената трябва да бъде статична и неизменна – тя нито следва да се разширява, нито да се свива. Именно затова той променя своите уравнения, които говорят за обратното, и добавя в тях т.нар. космологична константа, която не позволява на пространството да се разширява.

Когато през 1929 г. американският астроном Едуин Хъбъл открива т.нар. червено отместване на галактиките, става ясно, че

всички останали галактики в Космоса сякаш „бягат“ от нас.

Както когато лек автомобил се движи към нас, звукът му се променя, така и когато дадена галактика се движи, нейния „цвят“ се изменя и можем да определим дали тя се доближава или отдалечава от Земята.

Хъбъл наблюдава изместване на видимата светлина на галактиките към червения спектър, което означава, че обектът се отдалечава и можем да измерим скоростта му. Това е т.нар. закон на Хъбъл, а скоростта на разширение днес е известна като константа на Хъбъл (около 72 км в секунда на мегапарсек, като 1 парсек=31 трилиона километра или 206 265 пъти разстоянието между Земята и Слънцето, а 1 мегапарсек=1 млн. парсека).

При това положение единственото възможно обяснение е, че пространството на Вселената се разширява и не може да е статично. И макар експериментите на Хъбъл да са емпирично доказателство, математическото извеждане на този факт прави дори още по-рано белгийският математик Жорж Льометр през 1927 г.  Пред силата на тези доказателства Айнщайн се отказва от космологичната константа и дори я нарича „най-голямата грешка в своята кариера“.

Днес обаче съвсем неочаквано се оказва, че ние отново имаме нужда от космологична константа, макар и по малко по-различен начин.

Теорията за Големия взрив и еволюцията на Вселената

След като става ясно, че галактиките се разбягват една спрямо друга, логично е да се предположи, че в началото те всички са били струпани на едно и също място. Нещо повече, можем да предположим, че в самото си начало Вселената е била компресирана в една-единствена точка, която е избухнала. Така се ражда теорията за Големия взрив.

Днес тя е една от широко приетите и доказани теории за развитието на Вселената. Причината е в нейната огромна обяснителна сила. Наистина, ако всичко някога е било събрано в една точка, то това състояние трябва да е с огромна температура и невероятна плътност. Симулацията именно на такива условия е една от задачите пред съвременните ускорители на частици като Големия адронен ускорител в ЦЕРН. Разгадаването на появата на химичните елементи вследствие на Големия взрив, т.нар. първичен нуклеосинтез, е също един от големите успехи на теоретичната ядрена физика.