Mégis elképzelhető végzet a nagy reccs?

A világegyetemünk 13,8 milliárd éve jött létre a nagy bumm, vagyis az ősrobbanás során, és azóta tágul. A jövőjét illetően két fő elképzelés van: az egyik szerint ez a tágulás a végtelenségig folytatódni fog, a másik szerint azonban egy ponton megfordul, és zsugorodásba vált át, amelynek a vége a „nagy reccs” lesz.

Ez a két, egymással gyökeres ellentétben lévő forgatókönyv közti különbséget a kozmológiai állandó természete jelenti. Egy új, a Journal of Cosmology and Astroparticle Physics folyóiratban közzé tett kutatásban a Cornell Egyetem szakemberei vázolták az új adatokon alapuló számításaikat.

A kozmológiai állandó, amely Einstein általános relativitáselméletében szerepel, a világegyetem energiasűrűségét – más néven vákuumenergiáját – jelöli. Ha pozitív, akkor ellensúlyozza a gravitációt, vagyis lehetővé teszi, hogy a világegyetem egyre gyorsabban táguljon, s így a végtelenségig növekedjen. Ha viszont negatív, akkor a tágulás idővel megáll, majd a folyamat megfordul, és bekövetkezik a nagy reccs.

A pozitív vagy negatív előjel tehát azt mutatja meg, hogy a vákuumenergia a téridő görbületére taszító vagy vonzó hatású-e.

Ez a kérdés ráadásul összefüggésben van a rejtélyes sötét energiával is, ami a világegyetemünk tömegének és energiájának 68 százalékát teszi ki. A sötét energia voltaképp egy, a kozmológiai állandóhoz hasonló viselkedésű dolog, amely taszító hatást fejt ki a galaxisokra.

Amennyiben a sötét energia időben állandó, vagyis folyamatosan ugyanolyan erősségű, akkor ez gyakorlatilag megegyezik a kozmológiai állandóval. Ha viszont időben változó, akkor egy még eddig nem megismert, és dinamikus jelenségről van szó – a friss mérések pedig pont ezt támasztják alá.

„Az elmúlt 20 évben azt gondolták a szakemberek, hogy a kozmológiai állandó pozitív, így az univerzum a végtelenségig tágulni fog. Az új adatok azonban, úgy tűnik, arra mutatnak, hogy negatív lehet, ez pedig a nagy reccsbe vezeti majd világunkat” – magyarázta Henry Tye professzor, a kutatás résztvevője. A kutatók friss számításai szerint mintegy 20 milliárd év múlva kerülhet sor arra az összeomlásra, amelyet nagy reccs néven ismerhetünk.

Mire alapozzák a kutatók az elképzelésüket?

2025 tavaszán a chilei Dark Energy Survey (DES) és az arizonai Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI)  új jelentést tett közzé. A déli és az északi féltekén dolgozó két program voltaképp a világegyetem tágulását, illetve a sötét energia időbeli változását méri.

A kozmológia standard modelljében a különféle észlelések, mérések nem magyarázhatók meg maradéktalanul, azonban egy időben változó sötét energiát tartalmazó modell már képes erre. A jelentésben pont ez utóbbit sugalló adatokat tettek közzé.

A világegyetemet nem állandó sötét energia szövi át, hanem olyan, amely dinamikusan viselkedik, ez, úgy tűnik, időben nem állandó. A kutatók erre alapozott számításai szerint az univerzum mintegy 11 milliárd év múlva éri majd el legnagyobb kiterjedését, és ezt követően zsugorodni kezd. Tye és munkatársai a tanulmányukban egy igen kis tömegű részecske (az 1970-es években már feltételezett axion) jelenlétét vetették fel.

E feltételezett részecske a világegyetem korai időszakában még úgy viselkedett, mint a kozmológiai állandó, azonban mára megváltozott. Ezzel megmagyarázhatók az észlelt, eddig ellentmondásos adatok úgy, hogy a kozmológiai állandót negatív előjelűvé teszik. Tye-ék új modellje azt is elárulta, mikorra várható, és miként játszódhat majd le a nagy reccs.

Világszerte kutatók százai vizsgálják a sötét energia viselkedését, galaxisok millióinak megfigyelésén át. A mostani felméréseken túl további nagyszabású projektek is indulnak, amelyekből várhatóan további adatok tömege születik majd. Ezekből pedig még bizonyosabb, még pontosabb modelleket lehet készíteni, amelyekkel a világegyetem sorsát jobban megérthetjük.