„O altă schimbare uluitoare”: Noi date sugerează că misterioasa energie întunecată evoluează

Noi indicii din unul dintre cele mai ample studii ale cosmosului de până acum sugerează că misterioasa energie întunecată ar putea evolua în moduri care ar putea schimba felul în care astronomii înțeleg universul, conform CNN.

Energia întunecată este un termen pe care oamenii de știință îl folosesc pentru a descrie o energie sau o forță care accelerează expansiunea universului. Însă, deși reprezintă 70% din energia cosmosului, cercetătorii încă nu știu exact ce este energia întunecată, a declarat Mustapha Ishak-Boushaki, profesor de fizică și astrofizică la Universitatea Texas din Dallas.

Ishak-Boushaki este copreședinte al unui grup de lucru din cadrul Instrumentului Spectroscopic pentru Energie Întunecată (DESI). Acest instrument, aflat acum în al patrulea an de cartografiere a cerului, poate observa simultan lumina provenită de la 5.000 de galaxii. Când proiectul se va încheia, anul viitor, va fi măsurat spectrul luminos a aproximativ 50 de milioane de galaxii.

Proiectul, care include peste 900 de cercetători, a publicat pe 19 martie cele mai recente date obținute din primii trei ani de observații DESI. Printre descoperiri se numără măsurători ale aproape 15 milioane de galaxii și quasari, unele dintre cele mai strălucitoare obiecte din univers. Ishak-Boushaki a contribuit la analiza acestor date, care sugerează că energia întunecată — considerată mult timp o „constantă cosmologică”, deoarece astronomii credeau că nu se schimbă — se comportă într-un mod neașteptat și chiar s-ar putea slăbi în timp.

„Descoperirea energiei întunecate, acum aproape 30 de ani, a fost deja cea mai mare surpriză a vieții mele științifice”, a declarat David Weinberg, profesor de astronomie la Universitatea de Stat din Ohio, care a contribuit la analiza DESI. „Aceste noi măsurători oferă cele mai puternice dovezi de până acum că energia întunecată evoluează, ceea ce ar fi o altă schimbare uluitoare în înțelegerea modului în care funcționează universul”.

Descoperirile aduc astronomii cu un pas mai aproape de a dezvălui natura misterioasă a energiei întunecate, ceea ce ar putea însemna și că modelul standard al universului necesită o actualizare, spun oamenii de știință.

O privire profundă asupra universului

Instrumentul Spectroscopic pentru Energie Întunecată se află pe telescopul Nicholas U. Mayall al Fundației Naționale pentru Știință, de la Observatorul Kitt Peak din Tucson, Arizona. Cei 5.000 de „ochi” cu fibră optică ai instrumentului și capacitățile sale extinse de cartografiere permit cercetătorilor să construiască una dintre cele mai mari hărți 3D ale universului și să urmărească modul în care energia întunecată a influențat și modelat cosmosul în ultimii 11 miliarde de ani.

Lumina obiectelor cerești, precum galaxiile, are nevoie de timp pentru a ajunge pe Pământ, ceea ce înseamnă că DESI poate observa efectiv cum arăta cosmosul în diferite momente din trecut, de la miliarde de ani în urmă până în prezent.

„DESI este unic prin capacitatea sa de a observa simultan obiecte independente”, a spus John Moustakas, profesor de fizică la Siena College și codirector al analizei datelor.

Noile descoperiri includ date despre mai mult de dublul obiectelor cosmice examinate și prezentate cu mai puțin de un an în urmă. Dezvăluirile din 2024 au oferit primele indicii despre modul în care energia întunecată ar putea evolua.

„Suntem în domeniul în care lăsăm universul să ne spună cum funcționează și poate că universul ne spune că este mai complicat decât ne-am imaginat”, a declarat Andrei Cuceu, cercetător postdoctoral la Laboratorul Național Lawrence Berkeley din cadrul Departamentului de Energie al SUA, care administrează DESI. „Este interesant și ne oferă mai multă încredere să vedem că multe dovezi diferite indică în aceeași direcție”.

Dovezi cosmice în creștere

DESI poate măsura ceea ce oamenii de știință numesc scala oscilațiilor acustice ale barionilor (BAO) — practic, modul în care evenimentele din primele etape ale universului au lăsat în urmă modele în distribuția materiei din cosmos. Astronomii folosesc această scală BAO, cu separări de materie de aproximativ 480 de milioane de ani-lumină, ca o riglă standard.

„Această scară de separare este ca o riglă uriașă în spațiu, pe care o putem folosi pentru a măsura distanțele, iar prin combinarea acestor distanțe cu deplasările spre roșu (viteza cu care obiectele se îndepărtează de noi) putem măsura expansiunea universului”, a explicat Paul Martini, profesor de astronomie la Universitatea de Stat din Ohio.

Măsurarea influenței energiei întunecate de-a lungul istoriei universului arată cât de dominantă a fost această forță.

Când cercetătorii au combinat aceste observații cu alte măsurători ale luminii din univers, precum exploziile stelare, lumina distorsionată gravitațional a galaxiilor îndepărtate și radiația cosmică de fond, datele DESI au arătat că impactul energiei întunecate ar putea să se diminueze în timp.

„Dacă acest fenomen continuă, atunci, în cele din urmă, energia întunecată nu va mai fi forța dominantă în univers”, a spus Ishak-Boushaki. „Astfel, expansiunea universului se va opri din accelerare și va continua cu o rată constantă sau, în unele modele, chiar s-ar putea opri și colapsa înapoi. Desigur, aceste scenarii sunt extrem de îndepărtate și ar dura miliarde și miliarde de ani să se întâmple. Lucrez la această problemă de 25 de ani și, dacă dovezile continuă să se acumuleze, va fi o descoperire imensă pentru cosmologie și întreaga fizică”.

Rezolvarea unui mister de durată

Nu există încă suficiente dovezi pentru a declara o descoperire revoluționară care să afirme definitiv că energia întunecată evoluează și slăbește, dar acest lucru s-ar putea schimba în câțiva ani.

„Întrebarea mea principală este dacă vom continua să vedem dovezi ale unei energii întunecate în evoluție, pe măsură ce măsurătorile noastre devin tot mai precise”, a spus Martini. „Dacă dovezile devin copleșitoare, următoarele întrebări vor fi: Cum evoluează energia întunecată? Și care sunt cele mai probabile explicații fizice?”.

Alte telescoape spațiale, precum telescopul spațial Euclid și telescopul Nancy Grace Roman, programat pentru lansare în 2027, vor contribui și ele la măsurători-cheie care ar putea umple golurile în înțelegerea noastră despre materia întunecată și energia întunecată.

Aceste noi date ar putea însemna că este necesar un nou model al cosmologiei. „Este cu adevărat captivant, deoarece ar putea însemna că fizica necunoscută guvernează evoluția universului”, a spus Jason Rhodes, cosmolog observațional la NASA.