Αστρονομία – Σύμπαν: Το σύμπαν επεκτείνεται με επιταχυνόμενο ρυθμό ή μήπως τα νέα δεδομένα οδηγούν σε άλλο συμπέρασμα;

Πέντε χρόνια πριν, το Βραβείο Nobel στη Φυσική απονεμήθηκε σε τρεις αστρονόμους για την ανακάλυψή τους, στα τέλη της δεκαετίας του 1990, ότι το σύμπαν επεκτείνεται με επιταχυνόμενο ρυθμό. Τα συμπεράσματά τους βασίστηκαν στην ανάλυση των υπερκαινοφανών Τύπου Ia – των θεαματικών θερμοπυρηνικών εκρήξεων αστέρων που πεθαίνουν – οι οποίοι εντοπίστηκαν από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble και άλλα μεγάλα επίγεια τηλεσκόπια. Τώρα, μια ομάδα επιστημόνων υπό την ηγεσία του καθηγητή Subir Sarkar (εικόνα) του Τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, εξέφρασε αμφιβολία για την κυρίαρχη αυτή ιδέα.

Κάνοντας χρήση του συνεχώς αυξανόμενου συνόλου των δεδομένων – έναν κατάλογο από 740 υπερκαινοφανείς Τύπου Ia, δέκα φορές περισσοτέρων από το κανονικό μέγεθος δείγματος – οι ερευνητές βρήκαν ότι τα στοιχεία για επιτάχυνση ίσως είναι περισσότερο αδύναμα από ότι θεωρούνταν μέχρι τώρα, με τα δεδομένα να είναι συνεπή με ένα σταθερό ρυθμό επέκτασης. «Η ανακάλυψη της επιταχυνόμενης επέκτασης του σύμπαντος κέρδισε το Βραβείο Nobel, το Βραβείο Κοσμολογίας Gruber και το Βραβείο Καινοτομίας στην Θεμελιώδη Φυσική. Οδήγησε στην ευρύτατη αποδοχή της ιδέας ότι το σύμπαν κυριαρχείται από την σκοτεινή ενέργεια η οποία συμπεριφέρεται όπως μια κοσμολογική σταθερά – αυτό είναι τώρα το Καθιερωμένο Πρότυπο της Κοσμολογίας», είπε ο καθηγητής Sarkar, ο οποίος κατέχει επίσης και θέση στο Ινστιτούτο Niels Bohr, στην Κοπεγχάγη.

«Ωστόσο, τώρα υπάρχει μια πολύ μεγαλύτερη βάση δεδομένων υπερκαινοφανών, στα οποία εκτελούνται ενδελεχείς και με λεπτομέρεια στατιστικές αναλύσεις. Αναλύσαμε τον τελευταίο κατάλογο των 740 υπερκαινοφανών Τύπου Ia – δέκα φορές μεγαλύτερο από αυτόν στον οποίο βασίστηκε ο ισχυρισμός της ανακάλυψης – και βρήκαμε ότι τα στοιχεία για επιταχυνόμενη επέκταση είναι, το πολύ, αυτό που επιστήμονες χαρακτηρίζουν «3σ». Αυτό είναι μακριά από τα «5σ» που τυπικά απαιτούνται για να προταθεί μια ανακάλυψη θεμελιώδους σημασίας».

«Ένα ανάλογο παράδειγμα σε αυτό το πλαίσιο, είναι η πρόσφατη πρόταση για ένα νέο σωμάτιο στα 750 GeV με βάση τα δεδομένα από τον LHC στο CERN. Στην αρχή είχε ακόμη υψηλότερη σημαντικότητα – 3,9σ και 3,4σ τον Δεκέμβριο της περασμένης χρονιάς – και οδήγησε σε πάνω από 500 θεωρητικές δημοσιεύσεις. Ωστόσο, τον Αύγουστο ανακοινώθηκε ότι νέα δεδομένα δείχνουν ότι η σημαντικότητα έπεσε σε λιγότερο από 1σ. Ήταν μόνο μια στατιστική διαταραχή και δεν υπήρχε τέτοιο σωμάτιο».

Υπάρχουν άλλα διαθέσιμα δεδομένα που εμφανίζονται να υποστηρίζουν την ιδέα ενός επιταχυνόμενου σύμπαντος, όπως η πληροφορία από την κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου – το αδύναμο φως της «μεγάλης έκρηξης» – από τον δορυφόρο Planck. Ωστόσο, «όλοι αυτοί οι έλεγχοι είναι έμμεσοι, που διεκπεραιώνονται στο πλαίσιο ενός υποθετικού μοντέλου και η κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία δεν επηρεάζεται απευθείας από την σκοτεινή ενέργεια. Στην πραγματικότητα, υπάρχει πράγματι ένα ήπιο φαινόμενο, το ολοκληρωμένο φαινόμενο Sachs-Wolfe, αλλά αυτό δεν έχει πειστικά ανιχνευτεί», είπε ο καθηγητής Sarkar.

«Έτσι, είναι αρκετά πιθανό ότι παραπλανηθήκαμε και ότι η φαινόμενη εκδήλωση της σκοτεινής ενέργειας είναι ένα επακόλουθο της ανάλυσης δεδομένων, σε ένα υπεραπλουστευμένο θεωρητικό μοντέλο – ένα [μοντέλο] που στην πραγματικότητα οικοδομήθηκε στη δεκαετία του 1930, πολύ πριν υπάρξει οποιοδήποτε πραγματικό δεδομένο. Ένα περισσότερο εκλεπτυσμένο θεωρητικό πλαίσιο, που λαμβάνει υπόψη την παρατήρηση ότι το σύμπαν δεν είναι ακριβώς ομογενές και ότι η περιεχομένη σε αυτό ύλη μπορεί να μη συμπεριφέρεται όπως ένα ιδεώδες αέριο – δυο υποθέσεις κλειδιά της τυπικής κοσμολογίας – ίσως να μπορεί καλά να λάβει υπόψη όλες τις παρατηρήσεις, χωρίς να απαιτείται η σκοτεινή ενέργεια. Στην πραγματικότητα, η ενέργεια κενού είναι κάτι για το οποίο στην θεμελιώδη θεωρία δεν έχουμε κατανοήσει απολύτως τίποτε».

Ο καθηγητής Sarkar προσέθεσε: «Φυσικά, είναι απαραίτητο να γίνει πολύ δουλειά για να πειστεί η κοινότητα των φυσικών για αυτό, αλλά η εργασία μας εξυπηρετεί στο να δείξει ότι ένα βασικός πυλώνας του καθιερωμένου κοσμολογικού μοντέλου είναι μάλλον αδύναμος. Ας ελπίσουμε ότι αυτή η εργασία θα είναι κίνητρο για καλύτερες αναλύσεις των κοσμολογικών δεδομένων, καθώς επίσης ότι θα εμπνεύσει τους θεωρητικούς να διερευνήσουν για περισσότερο λεπτομερή κοσμολογικά μοντέλα. Σημαντικές πρόοδοι θα γίνουν όταν το Εξαιρετικά Μεγάλο Ευρωπαϊκό Τηλεσκόπιο (European Extremely Large Telescope) θα κάνει παρατηρήσεις με ένα εξαιρετικά υπερευαίσθητο λέιζερ για να μετρήσει άμεσα, κατά τη διάρκεια μιας περιόδου από δέκα έως 15 χρόνια, εάν ο ρυθμός επέκτασης του σύμπαντος πράγματι επιταχύνεται».

Πηγή: Oxford University

Περισσότερα στη δημοσίευση: Marginal evidence for cosmic acceleration from Type Ia supernovae. Scientific Reports.