Νέες ενδείξεις μας πείθουν ότι η διαστολή του σύμπαντος είναι επιταχυνόμενη με την επίδραση ενός τύπου ενέργειας που προκαλεί βαρυτική άπωση. Η ενέργεια αυτή αποτελεί τα δύο τρίτα του Σύμπαντος.Είναι ειρωνεία της φύσης ότι η πιο άφθονη μορφή ενέργειας στο Σύμπαν, είναι επίσης και η πιο μυστηριώδης. Αφότου έγινε η ριζοσπαστική ανακάλυψη ότι η κοσμική διαστολή επιταχύνεται, έχει αναδυθεί μια συνεπής εικόνα που δείχνει ότι τα δύο τρίτα του σύμπαντος είναι φτιαγμένα από σκοτεινή ενέργεια, δηλαδή από μια μορφή ενέργειας που προκαλεί βαρυτική άπωση. Είναι όμως οι ενδείξεις αρκετά ισχυρές ώστε να δικαιολογούν νέους εξωτικούς νόμους της φύσης; Ή μήπως θα μπορούσε να υπάρχει μια απλούστερη, αστροφυσική εξήγηση για τα πειραματικά αποτελέσματα;
Η ιστορία με τη σκοτεινή ενέργεια αρχίζει το 1998, όταν δύο ανεξάρτητες ομάδες αστρονόμων ερευνούσαν για μακρινούς σούπερ νόβα, προσδοκώντας να μετρήσουν τον ρυθμό ελάττωσης της διαστολής του σύμπαντος. Ένοιωσαν λοιπόν σοκ όταν διαπίστωσαν ότι η διαστολή επιταχυνόταν. Πράγματι, το σύμπαν άρχισε να επιταχύνει τη διαστολή του, πριν από πολύ καιρό, κάπου μέσα στα 10 δισεκατομμύρια τελευταία χρόνια.
Σαν τους ντετέκτιβς, οι κοσμολόγοι σ’ όλο τον κόσμο, χτίζουν μια περιγραφή για την αιτία αυτής της επιτάχυνσης. Λένε λοιπόν ότι οφείλεται στα δύο τρίτα της κοσμικής ενεργειακής πυκνότητας, και προκαλεί βαρυτική άπωση, δεν εμφανίζεται να συγκεντρώνεται μέσα στους γαλαξίες, προκαλεί διαστολή του χωροχρόνου, και της αποδίδεται το μυστηριώδες όνομα, σκοτεινή ενέργεια. Πολλοί θεωρητικοί είχαν ήδη μια υποψία για το τι μπορεί να κρυβόταν πίσω από αυτό το όνομα. Υποψιάζονταν την κοσμολογική σταθερά. Σίγουρα ταιριάζει με το σενάριο της επιταχυνόμενης διαστολής. Αλλά είναι η υπόθεση της σκοτεινής ενέργειας σίγουρη;
Η ύπαρξη απωστικής βαρυτικής δύναμης θα είχε δραματικές συνέπειες για τη θεμελιώδη φυσική. Οι πιο συντηρητικές υποθέσεις είναι ότι το σύμπαν είναι γεμάτο με μια ομοιογενή θάλασσα από ενέργεια της κβαντικής μηδενικής κατάστασης, ή με ένα συμπύκνωμα νέων σωματιδίων με μάζα που είναι 10-39 φορές μικρότερη από τη μάζα του ηλεκτρονίου.
Μερικοί ερευνητές έχουν προτείνει επίσης αλλαγές στη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Einstein, έτσι ώστε να επιτρέπει μια νέα δύναμη μακράς εμβέλειας, η οποία θα ελαττώνει την ένταση της βαρύτητας. Αλλά υπάρχουν αδιέξοδα ακόμα και με αυτές τις πιο συντηρητικές προτάσεις. Για παράδειγμα, η πυκνότητα ενέργειας της μηδενικής κβαντικής κατάστασης θα πρέπει να έχει ρυθμιστεί να είναι είναι ακριβώς 10120 φορές κάτω από τη θεωρητική πρόβλεψη. Μ’ αυτές τις ακραίες λύσεις ίσως είναι καλύτερα να αναμένουμε μια συμβατική εξήγηση για την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος βασισμένη στην ίδια την αστροφυσική. Για παράδειγμα ότι είναι αποτέλεσμα της διαστημικής σκόνης ή ότι οφείλεται σε διαφορές μεταξύ νέων και παλαιών σούπερ νόβα. Η πιθανότητα αυτή απασχολεί έντονα αρκετούς κοσμολόγους.
Μέχρι πρόσφατα τα δεδομένα των σούπερ νόβα ήταν η μόνη άμεση ένδειξη για την κοσμική επιτάχυνση, και ο μόνος λόγος που μας εξανάγκαζε να δεχτούμε την σκοτεινή ενέργεια. Μετρήσεις ακριβείας επί της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου (CMB), που περιλάμβαναν δεδομένα από τον Διερευνητή Μικροκυματικής Ανισοτροπίας Wilkinson (WMAP), μας έχουν δώσει πρόσφατα περιστασιακές ενδείξεις για την ύπαρξη της σκοτεινής ενέργειας. Το ίδιο ισχύει και τα δεδομένα από δύο εκτεταμένα προγράμματα που χαρτογραφούν την κατανομή των γαλαιών σε πολύ μεγάλη κλίμακα, το πρόγραμμα Πεδίου δύο μοιρών (2DF), και την ψηφιακή ουράνια απεικόνιση Sloan (SDSS).
Τώρα έχουμε ακόμα μια μαρτυρία. Συνδυάζοντας δεδομένα από τα WMAP, SDSS και άλλες πηγές, 4 ανεξάρτητες ομάδες ερευνητών έχουν αναφέρει ενδείξεις για ένα φαινόμενο που είναι γνωστό με το όνομα: ολοκληρωμένο φαινόμενο Sachs-Wolfe. Οι ομάδες αυτές βρήκαν ότι η βαρυτική άπωση της σκοτεινής ενέργειας έχει επιβραδύνει την κατάρρευση της ύλης κάποιων υπέρπυκνων περιοχών του σύμπαντος. Η περίπτωση της ύπαρης της σκοτεινής ενέργειας απόκτησε ξαφνικά πολύ μεγαλύτερη πειστικότητα.
physics4u.wordpress.
|
|
