Одна из ряда, казалось бы, неправдоподобных особенностей темной энергии заключается в том, что ее плотность считается постоянной во времени. Таким образом, хотя вселенная расширяется со временем, темная энергия не растворяется, в отличие от остального содержимого вселенной.
По мере расширения вселенной кажется, что из ниоткуда появляется больше темной энергии, чтобы поддерживать постоянную плотность темной энергии вселенной. Таким образом, с течением времени темная энергия будет становиться все более доминирующей пропорцией наблюдаемой вселенной - помня, что она уже оценивается как 73% от нее.
Простое решение этого состоит в том, чтобы сказать, что темная энергия - это свойство, присущее ткани пространства-времени, так что по мере расширения Вселенной и расширения пространства-времени темная энергия увеличивается, а ее плотность остается постоянной. И это хорошо, пока мы признаем, что это не действительно энергия - так как наши три очень надежных закона термодинамики явно не позволяют энергии вести себя таким образом.
Простое решение для объяснения равномерного ускорения расширения вселенной состоит в том, чтобы предложить, чтобы темная энергия имела черту отрицательного давления - где отрицательное давление является характеристикой, присущей расширению.
Применяя эту тайную логику к наблюдению, наблюдаемая кажущаяся плоскостность геометрии вселенной позволяет предположить, что отношение давления темной энергии к плотности темной энергии составляет приблизительно 1, или, что более правильно, -1, поскольку мы имеем дело с отрицательным давлением. Это соотношение известно как уравнение состояния для темной энергии.
Рассуждая о том, что может произойти в будущем вселенной, простое решение состоит в том, чтобы предположить, что темная энергия - это то, чем она является - и что это отношение давления к плотности будет поддерживаться равным -1 бесконечно, независимо от того, какого черта это означает.
Но космологи редко бывают счастливы просто оставить все как есть и рассуждают о том, что может произойти, если уравнение состояния не останется равным -1.
Если плотность темной энергии со временем уменьшится, скорость ускорения универсального расширения снизится и потенциально прекратится, если отношение давление / плотность достигнет -1/3. С другой стороны, если плотность темной энергии увеличилась и отношение давление / плотность упало ниже -1 (то есть в сторону -2, или -3 и т. Д.), То вы получите сценарии фантомной энергии. Призрачная энергия - это темная энергия, плотность которой со временем увеличивается. И давайте сделаем здесь паузу, чтобы вспомнить, что Призрак (призрак, который ходит) - вымышленный персонаж.
Так или иначе, поскольку вселенная расширяется, и мы позволяем увеличивать плотность фантомной энергии, она потенциально приближается к бесконечной в течение конечного периода времени, вызывая Большой Разрыв, поскольку вселенная становится бесконечной в масштабе и всех связанных структурах вплоть до субатомных частиц , рвутся на части. При соотношении давление / плотность всего -1,5 этот сценарий может развернуться всего за 22 миллиарда лет.
Frampton и соавторы предлагают альтернативный сценарий Little Rip, в котором отношение давление / плотность меняется во времени, так что связанные структуры все еще разрываются, но вселенная не становится бесконечной в масштабе.
Это может поддерживать модель циклической вселенной - поскольку она помогает вам справиться с проблемами энтропии. Гипотетическая циклическая вселенная Big Bang - Big Crunch имеет проблему энтропии, так как свободная энергия теряется, поскольку все становится гравитационно связанным - так что вы просто получите одну огромную черную дыру в конце Crunch.
Небольшой Разрыв потенциально дает вам энтропийную перезагрузку, поскольку все разделено на части и поэтому может развиваться с нуля через длительный процесс гравитационного связывания снова и снова - генерируя новые звезды и галактики в процессе.
Во всяком случае, воскресное утро - время Большого Бранча.
Дальнейшее чтение: Frampton et al. Маленький Рип.
