Astronomii care au efectuat ceea ce ei descriu ca fiind cel mai mare și mai precis studiu de până acum al istoriei universului au anunțat că ar fi descoperit o deficiență majoră în înțelegerea de până acum privind energia întunecată, forța misterioasă care accelerează expansiunea cosmosului, scrie The Ne York Times.
S-a presupus că energia întunecată este o forță constantă în univers, atât în prezent, cât și de-a lungul istoriei cosmice. Însă noile date sugerează că aceasta ar putea fi mai schimbătoare, devenind mai puternică sau mai slabă în timp, inversându-se sau chiar dispărând.
Adam Riess, astronom la Universitatea Johns Hopkins și la Institutul de Știință al Telescopului Spațial din Baltimore, câștigător al Premiului Nobel pentru Fizică din 2011 alături de alți doi astronomi pentru descoperirea energiei întunecate, dar care nu a fost implicat în acest nou studiu, spune că „Este posibil să fie primul indiciu real pe care îl avem despre natura energiei întunecate în ultimii 25 de ani„.
Această concluzie, dacă va fi confirmată, i-ar putea i-ar putea ajuta pe astronomi – și pe noi toți ceilalți – să scăpăm de o predicție sumbră care datează de mult timp cu privire la soarta finală a universului.
Dacă activitatea energiei întunecate ar fi constantă în timp, aceasta ar împinge, în cele din urmă, toate stelele și galaxiile atât de departe unele de altele încât chiar și atomii ar fi sfâșiați, lipsind universul de viață, lumină, energie și gândire și condamnându-l la o veșnică suferință cosmică.
În schimb, se pare că energia întunecată este capabilă să schimbe cursul și să îndrepte cosmosul spre un viitor mai bogat
Cuvântul cheie este „ar putea”. Noua descoperire are aproximativ o șansă din 400 de a fi o întâmplare statistică, un grad de incertitudine numit trei sigma, care este departe de standardul de aur.
În istoria fizicii, chiar și evenimentele de cinci sigma s-au evaporat atunci când au apărut mai multe date sau interpretări mai bune ale datelor.
Această știre apare în primul raport de progres, publicat sub forma unei serii de documente, al unei mari colaborări internaționale numită Dark Energy Spectroscopic Instrument, sau DESI. Grupul tocmai a început un efort de cinci ani pentru a crea o hartă tridimensională a pozițiilor și vitezelor a 40 de milioane de galaxii de-a lungul a 11 miliarde de ani de timp cosmic.
Harta sa inițială, bazată pe primul an de observații, include doar șase milioane de galaxii. Rezultatele au fost făcute publice, joi, 4 aprilie, în cadrul unei reuniuni a Societății Americane de Fizică din Sacramento, California, și la conferința Rencontres de Moriond din Italia.
O porțiune mărită a unei hărți a întregului univers; pânzele de lumină de la galaxii și roiuri galactice sugerează o structură de bază.
„Până în prezent, observăm o concordanță de bază cu cel mai bun model al nostru de univers, dar observăm și unele diferențe potențial interesante care ar putea indica faptul că energia întunecată evoluează în timp”, a declarat Michael Levi, directorul DESI, într-un comunicat emis de Lawrence Berkeley National Laboratory, care gestionează proiectul.
Echipa DESI nu se aștepta să dea lovitura atât de repede, a declarat într-un interviu Nathalie Palanque-Delabrouille, astrofizician la laboratorul Lawrence Berkeley și purtător de cuvânt al proiectului. Primul an de rezultate a fost conceput pentru a confirma pur și simplu ceea ce se știa deja, a spus ea: „Ne-am gândit că, practic, vom valida modelul standard”.
Atunci când oamenii de știință au combinat harta lor cu alte date cosmologice, au fost surprinși să constate că aceasta nu prea se potrivea cu modelul standard al universului, de altfel de încredere, care presupune că energia întunecată este constantă și neschimbătoare. O energie întunecată variabilă se potrivea mai bine cu punctele de date.
„Este cu siguranță mai mult decât o curiozitate”, a declarat Dr. Palanque-Delabrouille. „L-aș numi un indiciu. Da, nu este încă o dovadă, dar este interesant”.
Wendy Freedman, un astrofizician de la Universitatea din Chicago care a condus eforturile de măsurare a expansiunii universului, a lăudat noul studiu ca aducând „date superbe”.
Rezultatele, a spus ea, „deschid potențialul pentru o nouă fereastră în înțelegerea energiei întunecate, componenta dominantă a universului, care rămâne cel mai mare mister în cosmologie. Destul de interesant”.
Michael Turner, un profesor emerit de la Universitatea din Chicago, care a inventat termenul „energie întunecată”, a declarat într-un e-mail: „În timp ce combinarea seturilor de date este dificilă, iar acestea sunt rezultatele timpurii ale DESI, posibila dovadă că energia întunecată nu este constantă este cea mai bună veste pe care am auzit-o de când accelerarea cosmică a fost stabilită cu fermitate în urmă cu peste 20 de ani”.
Energia întunecată a intrat în discuție în 1998, atunci când două grupuri concurente de astronomi, printre care se numără și Dr. Riess, au descoperit că expansiunea universului se accelerează, în loc să încetinească, așa cum se așteptau majoritatea astronomilor.
Observațiile inițiale păreau să sugereze că această energie întunecată acționa exact ca un celebru factor de fudge – notat cu litera grecească Lambda – pe care Einstein îl introdusese în ecuațiile sale pentru a explica de ce universul nu se prăbușea din cauza propriei gravitații. Mai târziu, el a numit-o cea mai mare gafă a sa.
Dar poate că a concluzionat prea devreme. Așa cum a fost formulat de Einstein, Lambda era o proprietate a spațiului în sine: Cu cât era mai mult spațiu pe măsură ce universul se extindea, cu atât era mai multă energie întunecată, care împingea tot mai tare și care, în cele din urmă, ducea la un viitor fugitiv și fără lumină.
Energia întunecată și-a ocupat locul în modelul standard al universului cunoscut sub numele de L.C.D.M., compus din 70% energie întunecată (Lambda), 25% materie întunecată rece (un sortiment de particule exotice care se mișcă lent) și 5% materie atomică. Până în prezent, acest model a fost văzut, dar nu detaliat de noul telescop spațial James Webb.
În discuție este un parametru numit w, care este o măsură a densității, sau a vehemenței, energiei întunecate. În versiunea lui Einstein, energia întunecată, acest parametru rămâne constant, cu o valoare de -1, pe tot parcursul vieții universului. Cosmologii au folosit această valoare în modelele lor în ultimii 25 de ani.
Dar această versiune a energiei întunecate este doar cea mai simplă.
„Cu DESI am atins acum o precizie care ne permite să depășim acest model simplu”, a declarat Dr. Palanque-Delabrouille, „pentru a vedea dacă densitatea energiei întunecate este constantă în timp sau dacă are unele fluctuații și evoluții în timp”.
Proiectul DESI, care a durat 14 ani, a fost conceput pentru a testa constanța energiei întunecate prin măsurarea vitezei de expansiune a universului în diferite momente din trecut. Pentru a face acest lucru, oamenii de știință au echipat un telescop de la Observatorul Național Kitt Peak cu 5.000 de detectoare cu fibră optică, care puteau efectua spectroscopie asupra atâtor galaxii simultan și afla cât de repede se îndepărtau de Pământ.
Ca măsură a distanței, cercetătorii au folosit abaterile în distribuția cosmică a galaxiilor, cunoscute sub numele de oscilații acustice ale barionilor. Aceste denivelări au fost imprimate în cosmos de undele sonore din plasma fierbinte care umplea universul când acesta avea doar 380.000 de ani.
Pe atunci, denivelările aveau un diametru de o jumătate de milion de ani lumină. Acum, 13,5 miliarde de ani mai târziu, universul s-a extins de o mie de ori, iar protuberanțele – care au acum un diametru de 500 de milioane de ani-lumină – servesc drept instrumente convenabile de măsurare cosmică.
Oamenii de știință de la DESI au împărțit ultimii 11 miliarde de ani de istorie cosmică în șapte intervale de timp. (Universul are o vechime de 13,8 miliarde de ani.) Pentru fiecare dintre acestea, ei au măsurat dimensiunea acestor abateri și viteza cu care galaxiile din ele se îndepărtau de noi și unele de altele.
Când cercetătorii au pus totul cap la cap, au descoperit că ipoteza obișnuită – o energie întunecată constantă – nu a funcționat pentru a descrie expansiunea universului. Galaxiile din cele mai recente trei epoci apăreau mai apropiate decât ar fi trebuit să fie, sugerând că energia întunecată ar putea evolua în timp.
„Și vedem, într-adevăr, un indiciu că proprietățile energiei întunecate nu ar corespunde unei constante cosmologice simple”, ci, în schimb, ar putea „avea unele abateri”, a declarat Dr. Palanque-Delabrouille. „Și aceasta este prima dată când avem acest lucru”. Dar, a subliniat ea din nou, „nu aș numi-o încă o dovadă. Este prea, prea slabă”.
Timpul și mai multe date vor decide soarta energiei întunecate și a modelului de luptă al cosmologilor, testat în luptă, al universului
„L.C.D.M. (modelul standard al universului cunoscut) este pus la încercare de testele de precizie care îi vin din toate direcțiile”, a spus Dr. Turner. „Și se descurcă bine. Dar, atunci când totul este văzut în ansamblu începe să apară că ceva nu este în regulă sau că lipsește ceva. Lucrurile nu se potrivesc perfect. Iar DESI este cel mai recent indiciu”.
Dr. Riess de la Johns Hopkins, care a evaluat în avans rezultatele DESI, a remarcat că „indiciul”, dacă va fi validat, ar putea modifica și alte măsurători cosmologice, cum ar fi vârsta sau dimensiunea universului. „Acest rezultat este foarte interesant și ar trebui să-l luăm în serios„, a scris el în e-mailul său. „Altfel, de ce mai facem aceste experimente?”.
Urmărește-ne pe Google News
