Новая модель тёмной энергии на основе аксиона предсказывает конец Вселенной через 33 миллиарда лет

Физики из Корнеллского университета, Шанхайского университета Цзяо Тун и Международного физического центра Доностии предложили новую модель тёмной энергии, согласно которой общая продолжительность существования Вселенной составит 33 миллиарда лет. Это значит, что примерно через 20 млрд лет все окружающее пространство перейдет к фазе сжатия и в итоге приведет к коллапсу Вселенной. Препринт научной статьи был опубликован на сервере arXiv в конце июня 2025 года, а затем вышел в рецензируемом журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Исследование основано на данных двух крупных астрономических обзоров: Dark Energy Survey (DES) и Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). Оба инструмента зафиксировали, что уравнение состояния тёмной энергии не соответствует значению w = −1, характерному для классической космологической постоянной. Это указывает на то, что тёмная энергия не является статичной величиной, а претерпевает изменения во времени.

Для объяснения полученных данных авторы исследования — Хоанг Нян Лу, Юй-Чэн Цю и Хенри Тай — применили гибридную модель аксионной тёмной энергии (aDE). Новая модель описывает сверхлёгкую частицу — аксион — в сочетании с отрицательной космологической постоянной. По расчётам авторов, в настоящее время влияние аксионного поля всё ещё обеспечивает расширение пространства, однако со временем этот эффект начнет ослабевать.

Ключевым следствием модели является знак космологической постоянной. Анализ последних данных DES указывает на высокую вероятность того, что космологическая постоянная отрицательна. По словам Тая, новые данные позволяют предположить, что Вселенная в итоге завершит существование в Большом Сжатии.

Математические расчеты показывают, что нынешний этап расширения Вселенной не бесконечен и продлится ещё примерно 11 миллиардов лет. По достижении критической отметки — максимального объёма пространства — космос ожидает «обратный ход»: под воздействием гравитации начнётся фаза стремительного сжатия. Интересно, что процесс схлопывания будет протекать значительно динамичнее, чем текущее расширение, и в конечном итоге приведёт к коллапсу всей материи в исходную точку (сингулярность). Таким образом, учитывая нынешний возраст мироздания в 13,8 миллиарда лет, полный жизненный цикл нашей Вселенной оценивается примерно в 33 миллиарда лет, после чего её существование в нынешнем виде прекратится.

Авторы признают ограничения модели: параметры модели демонстрируют значительную вырожденность — различные их комбинации способны одинаково хорошо описывать наблюдательные данные. Таким образом, конкретная цифра в 33 миллиарда лет является оценочным ориентиром, а не окончательным числом.

По словам Хенри Тая, продолжение наблюдений со стороны DESI, а также данные от телескопа Euclid, миссии SPHEREx и обсерватории имени Веры Рубин позволят уточнить параметры модели и сократить неопределённость в оценках судьбы Вселенной. Вопрос о том, подтвердится ли динамическая природа тёмной энергии и сохранится ли отрицательный знак космологической постоянной, остаётся открытым до получения более точных измерений.

Источник:Livescience