Международная группа физиков из Норвегии, Испании, Израиля и США изучила влияние темпов расширения Вселенной, а также величины космологической постоянной на зарождение жизни. В частности, их интересовало, какое воздействие могут оказывать на обитаемые планеты гамма-всплески — масштабные выбросы электромагнитной энергии во время взрывов сверхновых.
Ученые решили проверить в первую очередь, справедлив ли так называемый антропный принцип, согласно которому жизнь во Вселенной стала возможна благодаря тому, что этому благоприятствует ряд параметров, в том числе космологическая постоянная и связанная с ней темная энергия.
Традиционно считается, что наша Вселенная образовалась примерно 13 миллиардов лет назад после пресловутого Большого взрыва. А что же было до него?
В 1960 году физик Джон Уиллер разработал теорию "пульсирующей Вселенной". Согласно ей, Вселенная неоднократно проходила через циклы расширения и обратного сжатия, то есть таких Больших взрывов было за весь период ее истории по крайней мере несколько…
Еще одна теория подразумевает наличие протовселенной: сначала должна была появиться материя, а потом уже прогремел Большой взрыв… Наконец, имеется гипотеза появления Вселенной из квантовой пены, на которую воздействуют колебания энергии. "Пенясь", такие "пузырьки" раздуваются, а также порождают новые миры…
Но это опять же не объясняло главного — что существовало до образования какой-либо материи? Научный парадокс попытались разрешить известные астрофизики Джеймс Хартл и Стивен Хокинг, в 1983 году предложив очередную теорию. Она гласила, что Вселенная не имеет границ и ее структура основана на так называемой "волновой функции", определяющей различные квантовые состояния частиц материи. Это делает возможным существование множества параллельных Вселенных с различным набором физических констант.
Всего каких-нибудь сто лет назад считалось, что наша Вселенная статична. Однако Эйнштейн поколебал это убеждение, предположив, что пространство-время способно расширяться. На это указывали и составленные им уравнения теории относительности. Физик даже ввел космологическую постоянную (константу) расширения.
Вскоре факт расширения Вселенной был подтвержден астрономом Эдвином Хабблом. Но Эйнштейн впоследствии отказался от своей константы, так как она не позволяла делать теоретические прогнозы событий до того, как они подтверждались посредством наблюдения.
В 1998 году астрономы, изучающие сверхновые звезды типа Ia, обнаружили, что их яркость в удаленных галактиках ниже ожидаемой. Это свидетельствовало о том, что темп расширения Вселенной способен ускоряться под воздействием какой-то неизвестной силы, которую исследователи окрестили темной энергией. О ее свойствах физикам известно не так уж много.
Простейшее объяснение ее сути сводится к тому, что любой объем пространства обладает некоей фундаментальной энергией, неотъемлемо ему присущей. Ее также иногда называют энергией физического вакуума, поскольку она представляет собой энергетическую плотность чистого вакуума.
В большинстве пространственно-временных моделей космологическая постоянная остается неизменной. Теоретически вычисленное на основе астрономических наблюдений значение этого параметра оказывается в 10120 раз больше верхнего ограничения на ее величину.
Современным исследователям удалось смоделировать процесс расширения Вселенной и оценить влияние его темпов на возникновение потенциально обитаемых планет.
Как выяснилось, скорость, с которой расширяется наша Вселенная, способствует тому, что гамма-всплески минимально воздействуют на Землю и подобные ей планеты, обеспечивая производство достаточного количества водорода, необходимого для формирования звезд и планет вокруг них.
Если бы Вселенная расширялась более быстрыми темпами, звезды и планеты не могли бы образовываться из газопылевых облаков, а если бы космологическая постоянная равнялась нулю, то ускоренное расширение Вселенной вообще было бы невозможным. Так что нам еще повезло, что оно идет довольно медленно, пишут авторы исследования в журнале Physical Review Letters.