Σκοτεινή ενέργεια… Δεν είμαστε ακόμα σίγουροι για το τι είναι ή από πού προέρχεται. Ο Ester Piedipalumbo, ρίχνει μια πιο προσεκτική ματιά σε έναν τρόπο για να μετρήσει αυτό το ενεργητικό αίνιγμα και το κάνει με μια από τις πιο έντονες πηγές που μπορούν να βρουν - εκρήξεις ακτίνων γάμμα.
«Μπορούμε να προσδιορίσουμε την απόσταση μιας έκρηξης με βάση τις ιδιότητες της ακτινοβολίας που εκπέμπεται κατά τη διάρκεια εκρήξεων ακτίνων γάμμα. Δεδομένου ότι ορισμένες από αυτές τις εκρήξεις σχετίζονται με τα πιο απομακρυσμένα αντικείμενα στο διάστημα για τα οποία γνωρίζουμε, είμαστε σε θέση, για πρώτη φορά, να εκτιμήσουμε την ταχύτητα της επέκτασης του χωροχρόνου ακόμη και στις σχετικά πρώιμες περιόδους μετά το Big Bang ». λέει ο καθηγητής Marek Demianski (FUW).
Τι γεννήθηκε αυτή η νέα μέθοδος; Το 1998, οι αστρονόμοι μετρούν την ενέργεια που εκπέμπεται από τα γεγονότα σουπερνόβα τύπου Ia και συνειδητοποίησαν ότι οι δυνάμεις που εκδιώχθηκαν ήταν συνεπείς. Όπως το πρότυπο κερί, αυτή η απελευθέρωση θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό των κοσμικών αποστάσεων. Αλλά υπήρχε μόνο μία προειδοποίηση… Όσο πιο απομακρυσμένο είναι το γεγονός, τόσο πιο αδύναμη είναι η υπογραφή.
Ενώ αυτά τα αχνά γεγονότα δεν ανάβουν τη νύχτα, αυτά ήταν φωτίζοντας τον τρόπο με τον οποίο η επιστήμη σκέφτηκε τα πράγματα. Ίσως αυτά τα σουπερνόβα τύπου Ia ήταν μακρύτερα από ό, τι υποπτεύονταν… και αν αυτό ήταν αλήθεια, ίσως αντί να επιβραδύνει την επέκταση του Σύμπαντος, ίσως επιταχύνθηκε! Για να ορίσουμε το Universal μοντέλο στα δικαιώματα, έπρεπε να εισαχθεί μια νέα μορφή μαζικής ενέργειας - σκοτεινή ενέργεια - και έπρεπε να είναι είκοσι φορές περισσότερο από αυτό που θα μπορούσαμε να αντιληφθούμε. «Εν μία νυκτί, η σκοτεινή ενέργεια έγινε, κυριολεκτικά, το μεγαλύτερο μυστήριο του Σύμπαντος», λέει ο καθηγητής Demianski. Σε ένα μοντέλο που πρότεινε ο Αϊνστάιν, αποτελεί ιδιοκτησία της κοσμολογικής σταθεράς - και ένα άλλο μοντέλο υποδηλώνει ότι η επιταχυνόμενη επέκταση προκαλείται από κάποιο άγνωστο σκοτεινό πεδίο. «Με άλλα λόγια, είτε-είτε: είτε ο χωροχρόνος επεκτείνεται από μόνος του είτε επεκτείνεται από ένα κλιμακωτό φυσικό πεδίο μέσα του», λέει ο καθηγητής Demianski.
Ποιο είναι λοιπόν το σημείο πίσω από τις μελέτες; Εάν είναι δυνατόν να χρησιμοποιήσετε μια έκρηξη ακτίνων γάμμα ως τύπο τυπικού κεριού, τότε οι αστρονόμοι μπορούν να εκτιμήσουν καλύτερα την πυκνότητα της σκοτεινής ενέργειας, επιτρέποντάς τους να βελτιώσουν περαιτέρω τα μοντέλα. Αν παραμείνει μονοφωνικό, ανήκει στην κοσμολογική σταθερά και αποτελεί ιδιοκτησία του χωροχρόνου. Ωστόσο, εάν η επιτάχυνση του Σύμπαντος είναι ιδιοκτησία ενός σκοτεινού πεδίου, η πυκνότητα της σκοτεινής ενέργειας θα διαφέρει. «Αυτό ήταν ένα πρόβλημα. Προκειμένου να εκτιμηθούν οι αλλαγές στην πυκνότητα της σκοτεινής ενέργειας αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, πρέπει να μάθει πώς να μετρήσει την απόσταση από πολύ απομακρυσμένα αντικείμενα. Τόσο απομακρυσμένο που ακόμη και οι σουπερνόβα τύπου Ia που συνδέονται με αυτά είναι πολύ αχνά για να παρατηρηθούν », λέει ο Demianski.
Τώρα ξεκινά η πραγματική έρευνα. Οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα χρειάστηκαν για να μετρηθούν τα επίπεδα ενέργειας τους και για να γίνει αυτό σήμαινε με ακρίβεια την εξέταση προηγούμενων μελετών που περιείχαν επαληθευμένες πηγές απόστασης, όπως οι σουπερνόβα τύπου Ia. «Εστιάσαμε σε αυτές τις περιπτώσεις. Γνωρίζαμε την απόσταση από τον γαλαξία και γνωρίζαμε επίσης πόση ενέργεια της έκρηξης έφτασε στη Γη. Αυτό μας επέτρεψε να βαθμονομήσουμε την έκρηξη, δηλαδή να υπολογίσουμε τη συνολική ενέργεια της έκρηξης », εξηγεί ο καθηγητής. Στη συνέχεια, το επόμενο βήμα ήταν να βρούμε στατιστικές εξαρτήσεις μεταξύ των διαφόρων ιδιοτήτων της ακτινοβολίας που εκπέμπεται κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης ακτίνων γάμμα και του συνολική ενέργεια της έκρηξης. Τέτοιες σχέσεις ανακαλύφθηκαν. «Δεν μπορούμε να δώσουμε μια φυσική εξήγηση για το γιατί συσχετίζονται ορισμένες ιδιότητες των εκρήξεων ακτίνων γάμμα», επισημαίνει ο καθηγητής. «Αλλά μπορούμε να πούμε ότι αν η καταγεγραμμένη ακτινοβολία έχει τέτοιες και τέτοιες ιδιότητες, τότε η έκρηξη είχε τέτοια και τέτοια ενέργεια. Αυτό μας επιτρέπει να χρησιμοποιήσουμε εκρήξεις ως στάνταρ κεριά, για να μετρήσουμε τις αποστάσεις. "
Ο Δρ Ester Piedipalumbo και μια ομάδα ερευνητών από τα πανεπιστήμια της Βαρσοβίας και της Νάπολης πήραν το γάντι. Παρά αυτήν τη συναρπαστική νέα ιδέα, η πραγματικότητα είναι ότι οι απομακρυσμένες εκρήξεις ακτίνων γάμμα είναι ασυνήθιστες. Ακόμα και με 95 υποψηφίους που περιλαμβάνονται στον κατάλογο Amanti, απλά δεν υπήρχαν αρκετές πληροφορίες για να εντοπιστεί η σκοτεινή ενέργεια. «Είναι απογοητευτική. Αλλά αυτό που είναι σημαντικό είναι το γεγονός ότι έχουμε στα χέρια μας ένα εργαλείο για την επαλήθευση υποθέσεων σχετικά με τη δομή του Σύμπαντος. Το μόνο που πρέπει να κάνουμε τώρα είναι να περιμένουμε τα επόμενα κοσμικά πυροτεχνήματα », καταλήγει ο καθηγητής Demianski.
Ας ξεκινήσει το παιχνίδι…
Πρωτότυπη ιστορία Πηγή: Δελτίο Τύπου του Πανεπιστημίου της Βαρσοβίας. Για περαιτέρω ανάγνωση: Κοσμολογικά μοντέλα σε θεωρίες βαρύτητας και παρατηρήσεων βαθμίδας: μια κατηγορία γενικών λύσεων.
