Μπορεί ένας χαμαιλέοντας να χτίσει έναν γαλαξία; Σύμφωνα με νέα μοντέλα υπολογιστών, ναι.
Αυτό δεν είναι ένα σουρεαλιστικό αστείο, αλλά μάλλον η συνέπεια των πρόσφατων προσομοιώσεων που στοχεύουν να εξηγήσουν την εσωτερική λειτουργία της σκοτεινής ενέργειας, μια μυστηριώδη δύναμη που οδηγεί τα πάντα στο σύμπαν. Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στις 8 Ιουλίου στο περιοδικό Nature Astronomy, προσφέρουν υποστήριξη σε ένα μοντέλο σκοτεινής ενέργειας γνωστού ως Χαμαιλέοντας Θεωρία.
Οι υπαινιγμοί σκοτεινής ενέργειας ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά στα τέλη της δεκαετίας του 1990, όταν οι κοσμολόγοι μέτρησαν το φως από τα μακρινά σουπερνόβα και συνειδητοποίησαν ότι τα αστέρια ήταν πιο αμβλύρα από τα αναμενόμενα, υποδηλώνοντας ότι ο ιστός του χωροχρόνου όχι μόνο επεκτεινόταν, αλλά επιταχύνεται στην επέκτασή του. Οι φυσικοί πρότειναν την ύπαρξη μιας δύναμης που λειτουργούσε σε αντίθεση με τη βαρύτητα, ωθώντας τα πράγματα μακριά από το ένα το άλλο, αντί να τα τραβήξει μαζί.
Οι περισσότεροι ερευνητές συνυπογράφουν την ιδέα ότι η σκοτεινή ενέργεια είναι αυτή που είναι γνωστή ως η κοσμολογική σταθερά, ένας τύπος ενέργειας που βυθίζεται στο κενό του ίδιου του χώρου, δήλωσε στο Live Science ο Baojiu Li, ένας μαθηματικός φυσικός στο Durham University στο Ηνωμένο Βασίλειο. "Αυτό το απλό μοντέλο λειτουργεί πολύ καλά πρακτικά και είναι μια απλή προσθήκη στο κοσμολογικό μοντέλο χωρίς να χρειάζεται να αλλάξουμε τον νόμο της βαρύτητας", δήλωσε.
Το πρόβλημα είναι ότι οι κορυφαίες θεωρίες φυσικής προβλέπουν ότι η αξία της ενέργειας του κενού πρέπει να είναι 120 τάξεις μεγέθους υψηλότερη από ό, τι παρατηρούν οι κοσμολόγοι από τις πραγματικές μετρήσεις της σκοτεινής ενέργειας στο σύμπαν, είπε ο Λι. Έτσι οι φυσικοί έχουν αναζητήσει εναλλακτικές εξηγήσεις, συμπεριλαμβανομένης της Θεωρίας Χαμαιλέοντας.
Η θεωρία προτείνει μια νέα δύναμη, πάνω από τα τέσσερα ήδη γνωστά, με τη μεσολάβηση ενός σωματιδίου που ονομάζεται σωματίδιο χαμαιλέοντας, σύμφωνα με έναν εξηγητή στο περιοδικό Sky and Telescope. Η δύναμη του χαμαιλέοντα θα ενεργούσε σαν σκοτεινή ενέργεια, οδηγώντας τους γαλαξίες στον Κόσμο. Αλλά έχοντας μια απροσδόκητη πέμπτη δύναμη έρχεται με το δικό της δίλημμα - πώς τα όργανα μας δεν έχουν δει ποτέ τέτοιο σωματίδιο;
Η θεωρία υποδηλώνει ότι τα σωματίδια χαμαιλέοντα, όπως και οι ερπετοί τους ομώνυμοι, μπορούν να μπερδευτούν στο περιβάλλον τους για να αποφύγουν την ανίχνευση. Αντί να αλλάζουν το χρώμα, αυτά τα σωματίδια αλλάζουν μάζα. Σε περιβάλλοντα υψηλής πυκνότητας, όπως αυτά κοντά στη Γη, έχουν μεγάλη μάζα και κατά συνέπεια είναι δύσκολο να εντοπιστούν. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο δεν βλέπουμε τα αποτελέσματα των σωματιδίων χαμαιλέοντα στο ηλιακό μας σύστημα, αλλά μόνο στις εξαιρετικά μεγάλες κοσμολογικές κλίμακες, όπου, συνολικά, η ύλη είναι αραιή, σύμφωνα με τη θεωρία.
Για να δοκιμάσουν τη Θεωρία των Χαμαιλέοντων, οι ερευνητές έχουν εκτελέσει ισχυρές προσομοιώσεις στον υπολογιστή, περιστρέφοντας την εικονική σκοτεινή ύλη - μια άγνωστη μέχρι σήμερα ουσία που υπερβαίνει κατά πολύ την ορατή ύλη του σύμπαντος - με τις τέσσερις γνωστές δυνάμεις μαζί με τα σωματίδια χαμαιλέοντα για να δημιουργήσουν ουράνιες δομές όπως το ηλιακό μας σύστημα , σύμφωνα με μια δήλωση.
Μέχρι τώρα, όμως, οι περιορισμοί στην ισχύ της επεξεργασίας σήμαιναν ότι τα μοντέλα δεν θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν συνηθισμένη, ορατή ύλη, όπως πρωτόνια και ηλεκτρόνια. Ο Λι και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν τους υπερυπολογιστές για να συμπεριλάβουν τελικά τα συνηθισμένα σωματίδια παράλληλα με όλα τα άλλα και να παράγουν δομές κλίμακας γαλαξίας.
"Οι προσομοιώσεις δείχνουν ότι ρεαλιστικοί γαλαξίες, όπως και ο δικός μας Γαλαξίας, μπορούν να σχηματιστούν παρά την περίπλοκη συμπεριφορά της βαρύτητας", δήλωσε ο Λι.
Η ομάδα ελπίζει ότι η περαιτέρω μοντελοποίηση θα αποκαλύψει τρόπους για να διακρίνει τη θεωρία από άλλες υποθέσεις σχετικά με τη σκοτεινή ενέργεια, πρόσθεσε.
Έτσι, οι ιδέες αυτές προκαλούν τη θεωρία γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν, όπως έχει αναφερθεί ευρέως;
"Η πρόκληση είναι μια ισχυρή λέξη", δήλωσε ο Ζερεμ Σακστάιν, φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας στη Φιλαδέλφεια, ο οποίος δεν συμμετείχε στην εργασία.
Για να δοκιμάσουμε τη γενική σχετικότητα, είναι χρήσιμο να έχουμε ανταγωνιστικές θεωρίες, πρόσθεσε, και αυτή η νέα έρευνα αντιπροσωπεύει ένα βήμα προς την πρόβλεψη του τι μπορούν να δουν αυτές οι εναλλακτικές λύσεις στις κοσμολογικές κλίμακες.
