Σκοτεινή Ενέργεια: Επιστήμονες αναζητούν νέες βαθύτερες γνώσεις για να την εξηγήσουν

Το σύμπαν δεν επεκτείνεται απλά, επιταχύνεται προς τα έξω, οδηγούμενο από αυτό που κοινά αναφέρεται ως «σκοτεινή ενέργεια». Ο όρος είναι ένα ποιητικό ανάλογο της ονομασίας της σκοτεινής ύλης, του μυστήριου υλικού που κυριαρχεί της ύλης στο σύμπαν και το οποίο είναι πραγματικά σκοτεινό επειδή δεν ακτινοβολεί φως (αποκαλύπτεται μόνο του μέσω της βαρυτικής του επίδρασης στους γαλαξίες). Δυο εξηγήσεις αναπτύσσονται συνήθως για να εξηγήσουν τη σκοτεινή ενέργεια. Η πρώτη, όπως κάποτε υπόθεσε ο Einstein, είναι ότι η ίδια η βαρύτητα κάνει τα αντικείμενα να απωθούν το ένα το άλλο όταν βρίσκονται χωρισμένα αρκετά μακριά (πρόσθεσε τον όρο της «κοσμολογικής σταθεράς» στις εξισώσεις του). Η δεύτερη εξήγηση υποθέτει (βασιζόμενη στην τρέχουσα γνώση της φυσικής των στοιχειωδών σωματιδίων) ότι το κενό έχε ιδιότητες που παρέχουν ενέργεια στον κόσμο για επέκταση.

Για δεκαετίες οι κοσμολογίες έχουν χρησιμοποιήσει επιτυχώς μια σχετικιστική εξίσωση με τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια για να εξηγούν τις αυξανόμενα ακριβείς παρατηρήσεις σχετικά με την κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου, την κοσμολογική κατανομή των γαλαξιών και άλλα κοσμικά χαρακτηριστικά ευρείας κλίμακας. Όμως καθώς οι παρατηρήσεις έχουν βελτιωθεί, έχουν αναδυθεί ορισμένες αφανείς αποκλίσεις. Μια από τις πιο αξιοσημείωτες είναι η ηλικία του σύμπαντος: υπάρχει μια διαφορά περίπου 10% μεταξύ των μετρήσεων που βρίσκονται από τα δεδομένα του δορυφόρου Planck και εκείνων από τα αποκαλούμενα πειράματα Ακουστικών Ταλαντώσεων Βαρυονίων. Οι πρώτες βασίζονται στις μακρά του υπέρυθρου και υποχιλιοστομέτρου μετρήσεις του κοσμικού μικροκυματικού υποβάθρου και οι δεύτερες στη χωρική κατανομή των ορατών γαλαξιών.

Ο αστρονόμος Daniel Eisenstein του Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) είναι μέλος μιας μεγάλης κοινοπραξίας επιστημόνων που υποστηρίζουν ότι πολλές από τις διαφορές μεταξύ των δυο αυτών μεθόδων, που δοκιμάζουν διαφορετικά συστατικά της κοσμικής δομής, θα μπορούσαν να βρεθούν σε συμφωνία αν η σκοτεινή ενέργεια δεν ήταν σταθερή στο χρόνο. Οι επιστήμονες εφάρμοσαν εκλεπτυσμένες στατιστικές τεχνικές για τα σχετιζόμενα κοσμολογικά σύνολα δεδομένων και συμπεραίνουν ότι εάν ο όρος σκοτεινή ενέργεια μεταβάλλονταν ελαφρά καθώς το σύμπαν διαστέλλονταν (αν και ακόμη υπόκεινται σε άλλους περιορισμούς), θα μπορούσε να εξηγήσει την απόκλιση. Άμεσο στοιχείο για τέτοια διακύμανση θα ήταν μια δραματική επανάσταση, όμως μέχρι τώρα δεν παρατηρήθηκε. Ένα από τα σημαντικά νέα πειράματα της ομάδας, το Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) Survey, θα μπορούσε να λύσει το θέμα. Θα χαρτογραφήσει πάνω από 25 εκατομμύρια γαλαξίες στο σύμπαν, φτάνοντας πίσω σε αντικείμενα μόνο λίγων δισεκατομμυρίων ετών μετά τη Μεγάλη Έκρηξη και θα ολοκληρωθεί στα μέσα της δεκαετίας του 2020.

Πηγή: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Περισσότερα στη δημοσίευση: Dynamical Dark Energy in Light of the Latest Observations. Nature Astronomy.