Δύο από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις της φυσικής κατά την τελευταία δεκαετία είναι η ανακάλυψη ότι τα σοκά υποατομικά σωματίδια που ονομάζονται νετρίνα έχουν στην πραγματικότητα μια μικρή ποσότητα μάζας και την ανίχνευση ότι η επέκταση του σύμπαντος αυξάνει πραγματικά την ταχύτητα.
Τώρα τρεις φυσικοί του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον προτείνουν ότι οι δύο ανακαλύψεις συνδέονται ολοκληρωμένα μέσω ενός από τα πιο παράξενα χαρακτηριστικά του σύμπαντος, της σκοτεινής ενέργειας, μιας σύνδεσης που λένε ότι μπορεί να προκληθεί από ένα προηγουμένως μη αναγνωρισμένο υποατομικό σωματίδιο που αποκαλούν «επιταχυνσιόν».
Η σκοτεινή ενέργεια ήταν αμελητέα στο πρώιμο σύμπαν, αλλά τώρα αντιπροσωπεύει περίπου το 70 τοις εκατό του κόσμου. Η κατανόηση του φαινομένου θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί κάποια μέρα, πολύ καιρό στο μέλλον, το σύμπαν θα επεκταθεί τόσο πολύ που δεν θα είναι ορατά άλλα αστέρια ή γαλαξίες στον νυχτερινό ουρανό μας, και τελικά θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να διακρίνουν εάν θα συνεχιστεί η επέκταση του σύμπαντος επ 'αόριστον.
Σε αυτή τη νέα θεωρία, τα νετρίνα επηρεάζονται από μια νέα δύναμη που προκύπτει από τις αλληλεπιδράσεις τους με τα επιταχυνόνια. Η σκοτεινή ενέργεια προκύπτει καθώς το σύμπαν προσπαθεί να απομακρύνει τα νετρίνα, αποδίδοντας μια τέτοια ένταση σε τεντωμένο ελαστικό λουρί, δήλωσε η Ann Nelson, καθηγήτρια φυσικής του UW. Αυτή η ένταση τροφοδοτεί την επέκταση του σύμπαντος, είπε.
Τα νετρίνα δημιουργούνται από τα τρισεκατομμύρια στους πυρηνικούς φούρνους αστεριών όπως ο ήλιος μας. Ρέουν μέσα από το σύμπαν, και δισεκατομμύρια διέρχονται από όλη την ύλη, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, κάθε δευτερόλεπτο. Εκτός από μια μικρή μάζα, δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο, πράγμα που σημαίνει ότι αλληλεπιδρούν πολύ λίγο, αν όχι καθόλου, με τα υλικά που περνούν.
Αλλά η αλληλεπίδραση μεταξύ επιταχυνσιόντων και άλλης ύλης είναι ακόμη πιο αδύναμη, είπε ο Nelson, γι 'αυτό και αυτά τα σωματίδια δεν έχουν ακόμη δει από εξελιγμένους ανιχνευτές. Ωστόσο, στη νέα θεωρία, τα επιταχυνσιόν επιδεικνύουν μια δύναμη που μπορεί να επηρεάσει τα νετρίνα, μια δύναμη που πιστεύει ότι μπορεί να ανιχνευθεί από μια ποικιλία πειραμάτων νετρίνων που ήδη λειτουργούν σε όλο τον κόσμο.
«Υπάρχουν πολλά μοντέλα σκοτεινής ενέργειας, αλλά οι δοκιμές περιορίζονται κυρίως στην κοσμολογία, ιδίως τη μέτρηση του ρυθμού επέκτασης του σύμπαντος. Επειδή αυτό περιλαμβάνει την παρατήρηση πολύ απομακρυσμένων αντικειμένων, είναι πολύ δύσκολο να γίνει μια τέτοια μέτρηση με ακρίβεια », είπε ο Nelson.
«Αυτό είναι το μόνο μοντέλο που μας δίνει κάποιο ουσιαστικό τρόπο να κάνουμε πειράματα στη γη για να βρούμε τη δύναμη που δημιουργεί τη σκοτεινή ενέργεια. Μπορούμε να το κάνουμε χρησιμοποιώντας υπάρχοντα πειράματα νετρίνων. "
Η νέα θεωρία εξελίσσεται σε ένα έγγραφο του Nelson. Ο David Kaplan, επίσης καθηγητής φυσικής UW. και Neal Weiner, ερευνητικός συνεργάτης της UW στη φυσική. Το έργο τους, που υποστηρίζεται εν μέρει από επιχορήγηση από το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ, περιγράφεται λεπτομερώς σε ένα έγγραφο που έγινε δεκτό για δημοσίευση σε ένα επερχόμενο τεύχος του Physical Review Letters, ένα περιοδικό της Αμερικανικής Φυσικής Εταιρείας.
Οι ερευνητές λένε ότι η μάζα ενός νετρίνου μπορεί πραγματικά να αλλάξει ανάλογα με το περιβάλλον στο οποίο περνά, με τον ίδιο τρόπο αλλάζει η εμφάνιση του φωτός ανάλογα με το αν ταξιδεύει μέσω αέρα, νερού ή πρίσματος. Αυτό σημαίνει ότι οι ανιχνευτές νετρίνων μπορούν να βρουν κάπως διαφορετικά ευρήματα ανάλογα με το πού βρίσκονται και τι τους περιβάλλει.
Αλλά αν τα νετρίνα είναι ένα συστατικό της σκοτεινής ενέργειας, αυτό υποδηλώνει την ύπαρξη μιας δύναμης που θα συμφιλιώσει τις ανωμαλίες μεταξύ των διαφόρων πειραμάτων, είπε ο Nelson. Η ύπαρξη αυτής της δύναμης, που αποτελείται τόσο από νετρίνα όσο και από επιταχυνόνια, θα συνεχίσει να τροφοδοτεί την επέκταση του σύμπαντος, είπε.
Οι φυσικοί έχουν επιδιώξει στοιχεία που θα μπορούσαν να πουν εάν το σύμπαν θα συνεχίσει να επεκτείνεται επ 'αόριστον ή να σταματήσει απότομα και να καταρρεύσει στον εαυτό του σε μια λεγόμενη «μεγάλη κρίση». Αν και η νέα θεωρία δεν ορίζει μια «μεγάλη κρίση», είπε ο Nelson, αυτό σημαίνει ότι κάποια στιγμή η επέκταση θα σταματήσει να επιταχύνεται.
«Στη θεωρία μας, τελικά τα νετρίνα θα χώριζαν πολύ μακριά και θα γινόταν πολύ μαζικά για να επηρεαστούν πλέον από την επίδραση της σκοτεινής ενέργειας, οπότε η επιτάχυνση της επέκτασης θα έπρεπε να σταματήσει», είπε. «Το σύμπαν θα μπορούσε να συνεχίσει να επεκτείνεται, αλλά με έναν συνεχώς μειωμένο ρυθμό.»
Αρχική πηγή: Δελτίο Τύπου του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον
