Большой разрыв

Большой разрыв (Big Rip) — гипотетический сценарий конца Вселенной, при котором нарастающее ускорение расширения последовательно разрывает скопления галактик, галактики, звёздные системы, планеты и в финале — атомы. Реализуется при фантомной тёмной энергии с параметром w < -1.

Тёмная энергия: разгоняющая сила

В 1998 году две команды астрономов (Сол Перлмуттер, Адам Рисс, Брайан Шмидт) обнаружили, что расширение Вселенной не замедляется под действием гравитации, а ускоряется. Причина — тёмная энергия, составляющая 68% энергии Вселенной. Природа тёмной энергии неизвестна.

В стандартной модели ΛCDM тёмная энергия — космологическая постоянная Λ с параметром состояния w = -1. При w = -1 плотность тёмной энергии постоянна: пространство расширяется, но плотность энергии в каждом кубическом метре не меняется. Это приводит к экспоненциальному расширению — но атомы и звёзды остаются целыми.

Фантомная энергия: w < -1

Если w < -1 (фантомная тёмная энергия), ситуация радикально меняется. Плотность тёмной энергии не постоянна — она растёт с расширением пространства. Чем больше Вселенная — тем сильнее отталкивание. Ускорение нарастает лавинообразно, создавая положительную обратную связь: расширение → больше энергии → сильнее расширение → ещё больше энергии.

При w = -1.5 Большой разрыв наступает примерно через 22 миллиарда лет от настоящего момента. Чем дальше w от -1 в отрицательную сторону — тем быстрее катастрофа.

Хронология разрыва

Роберт Колдуэлл (Дартмутский колледж) рассчитал последовательность событий при w = -1.5:

За ~60 миллионов лет до конца: расширение разрывает гравитационную связь Млечного Пути с другими галактиками Местной группы. Андромеда и другие галактики уносятся за горизонт видимости. Мы остаёмся одни.

За ~3 месяца: Солнечная система распадается. Гравитация Солнца не удерживает планеты — Земля улетает в пустоту. Луна отрывается от Земли.

За ~30 минут: Земля разрывается на куски. Расширение пространства превышает силу, удерживающую горные породы.

За 10⁻¹⁹ секунд до конца: атомы разрываются. Электроны отрываются от ядер. Затем — ядра на протоны и нейтроны. Затем — кварки. Пространство-время теряет смысл.

Насколько это вероятно?

Текущие данные (Planck 2018, DESI 2024) дают w = -1.03 ± 0.03 — совместимо с w = -1 (космологическая постоянная, без разрыва). Большинство космологов считают Big Rip маловероятным, но не исключённым. Наблюдения барионных акустических осцилляций (DESI, 2024) намекают, что w может быть слегка ниже -1 — но пока это на уровне 2σ, недостаточно для вывода.

Альтернативные сценарии: тепловая смерть (w = -1, бесконечное остывание), Большое сжатие (w > -1/3, обратный коллапс) и вакуумный распад (квантовый фазовый переход). Тепловая смерть считается наиболее вероятной при текущих данных.