Κοιτάζοντας το σκοτάδι
Η επέκταση του σύμπαντος μας επιταχύνεται. Αυτό το περίεργο φαινόμενο ονομάζεται σκοτεινή ενέργεια και εντοπίστηκε για πρώτη φορά σε έρευνες για μακρινές εκρήξεις σουπερνόβα πριν από είκοσι χρόνια. Από τότε, πολλές ανεξάρτητες αποδείξεις έχουν καταλήξει στο ίδιο συμπέρασμα: το σύμπαν γίνεται όλο και πιο παχύ και ταχύτερο.
Ακόμα, τι προκαλεί το καλό; Τι είναι σκοτεινή ενέργεια; Διάφορες ιδέες αφθονούν για πιθανές αιτίες. Ίσως είναι μια ψευδαίσθηση, και η κατανόησή μας για τη βαρύτητα είναι απλά λάθος σε αυτές τις τεράστιες κλίμακες. Ίσως ένα κάπως μυστηριώδες πεδίο να διαπερνά όλο τον χωροχρόνο, το οποίο οδηγεί στην ενίσχυση των αποστάσεων μεταξύ των γαλαξιών σε όλο το σύμπαν.
Η πιο απλή εξήγηση είναι ότι η σκοτεινή ενέργεια είναι απλά εκεί. Μια απλή σταθερά της φύσης που εμφανίζεται στις εξισώσεις της Γενικής Σχετικότητας, που είναι το θεμελιώδες πλαίσιο για το πώς κατανοούμε τα πράγματα κοσμολογικά. Δεν έχει καμία εξήγηση και καμία αιτία. Όπως κάθε άλλη σταθερά της φύσης, είναι απλώς ένα μέρος της θεμελιώδους πραγματικότητας.
Αν και αυτή η εξήγηση δεν είναι απολύτως ικανοποιητική, εξηγεί μέχρι τώρα όλα τα διαθέσιμα δεδομένα.
Πατώντας την Ενέργεια του Quasar
Και τα δεδομένα είναι απλά: φαίνεται ότι η ισχύς της σκοτεινής ενέργειας παρέμεινε απολύτως σταθερή καθ 'όλη τη διάρκεια του κοσμικού χρόνου. Είναι εκεί, παρόν, αμετάβλητο τόσο στο χρόνο όσο και στο χώρο.
Μπορεί.
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της μελέτης της φύσης της σκοτεινής ενέργειας είναι ότι δεν έχουμε πλήρη εικόνα της ιστορίας επέκτασης του σύμπαντος. Αντ 'αυτού, έχουμε αυτό που ισοδυναμεί με κοσμολογικά βιβλία - μπορούμε να μελετήσουμε την επέκταση σε σχετικά πρόσφατους χρόνους χρησιμοποιώντας τον τύπο σουπερνόβα τύπου 1a και γνωρίζουμε με ακρίβεια την κατάσταση του σύμπαντος όταν ήταν μόλις 380.000 ετών μέσω του κοσμικού φόντου μικροκυμάτων.
Δεν έχουμε μια πολύ ξεκάθαρη εικόνα για το τι ήταν το σύμπαν, αλλά πρόσφατα ένα ζευγάρι ερευνητών προσπαθεί να το αλλάξει εξετάζοντας το φως από μακρινά κβάζαρ. Αυτά τα κβάζαρ είναι τερατώδη φωτεινά αντικείμενα, που τροφοδοτούνται από τη βαρυτική συμπίεση του υλικού καθώς συμπιέζεται για να χωράει μέσα σε γιγαντιαίες μαύρες τρύπες. Τα κβάζαρ είναι μακράν οι πιο ισχυροί κινητήρες στο σύμπαν, καθιστώντας τους εξαιρετικούς υποψήφιους για να κοιτάξουμε βαθιά στην κοσμική ιστορία ανάμεσα στα βιβλία.
Η κεντρική πρόκληση, ωστόσο, είναι ότι δεν είστε ποτέ σίγουροι πόσο μακριά είναι ένα δεδομένο κβάζαρ. Εάν το ένα είναι πιο φωτεινό από το άλλο, είναι το πρώτο πιο κοντά ... ή απλά πιο φωτεινό; Χωρίς έναν τρόπο να τα αποσυνδέσετε, δεν μπορείτε να πάρετε μια σταθερή απόσταση, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορείτε να μετρήσετε την επέκταση του σύμπαντος από τη στιγμή που το κβάζαρ εκπέμπει το φως του.
Ωστόσο, οι ερευνητές εφάρμοσαν ένα νέο τέχνασμα συγκρίνοντας δύο διαφορετικά είδη φωτός που εκπέμπονται από τα κβάζαρ. Το πρώτο είδος είναι υπεριώδες που εκπέμπεται από το ίδιο το υλικό που πέφτει. Η δεύτερη είναι οι σκληρότερες ακτίνες Χ που δημιουργούνται από την υπεριώδη ακτινοβολία που ενισχύονται σε υψηλότερες ενέργειες από ακόμη περισσότερο περιβάλλοντα αέρια. Συγκρίνοντας αυτές τις δύο πηγές εκπομπών, οι ερευνητές μπορούν να αποκαλύψουν την πραγματική φωτεινότητα κάθε κβάζαρ και έτσι να γνωρίζουν τις αποστάσεις τους.
Big Rip, Big Deal
Και οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι, σύμφωνα με τα προκαταρκτικά τους αποτελέσματα, η σκοτεινή ενέργεια ήταν πιο αδύναμη στο παρελθόν. Αυτό σημαίνει ότι δεν είναι σταθερό - εξελίσσεται και αλλάζει, και μεγαλώνει με τον καιρό. Εάν αυτό το αποτέλεσμα παραμείνει (και αυτό είναι μεγάλο αν) τότε η απλούστερη εξήγησή μας για τη σκοτεινή ενέργεια θα πρέπει να πεταχτεί έξω από το παράθυρο για κάτι πιο περίπλοκο. Το οποίο είναι στην πραγματικότητα ένα καλό πράγμα - μια μεταβαλλόμενη σκοτεινή ενέργεια θα μπορούσε να μας δώσει τις ενδείξεις που χρειαζόμαστε για να εξερευνήσουμε νέους τομείς της φυσικής.
Αλλά αυτό το αποτέλεσμα χρωματίζει επίσης μια πιο σκοτεινή εικόνα του μέλλοντος του σύμπαντος. Εάν η σκοτεινή ενέργεια παραμένει σταθερή, τότε τα αστέρια θα συνεχίσουν να λάμπουν για δεκάδες τρισεκατομμύρια χρόνια καθώς οι γαλαξίες απομακρύνονται απαλά ο ένας από τον άλλο. Αλλά εάν η σκοτεινή ενέργεια μεγαλώνει με την πάροδο του χρόνου, τότε η απωστική της δύναμη γίνεται συντριπτική, όχι μόνο απομακρύνει τους γαλαξίες, αλλά επίσης διαλύει τους ίδιους τους γαλαξίες.
Και ηλιακά συστήματα.
Και πλανήτες.
Και μόρια.
Πόσο καιρό θα χρειαστεί να παίξει αυτό το σενάριο "big rip"; Εξαρτάται από το πόσο γρήγορα αυξάνεται η σκοτεινή ενέργεια, αλλά θα μπορούσε να είναι μόλις λίγα δισεκατομμύρια χρόνια. Ποιο, κοσμολογικά, δεν είναι τόσο μεγάλο.
Διαβάστε περισσότερα: «Κοσμολογικοί περιορισμοί από το διάγραμμα Hubble των κβάζαρ σε υψηλές ερυθρές μετατοπίσεις»
