Αυτός είναι ο λόγος που το σύμπαν δεν θα διαλυθεί ποτέ

Άρθρο του Robert Nichol στο sciencealert

Πάνω από δέκα χρόνια πριν, μια μεγάλη έρευνα που διεξήχθη, που φέρει την ονομασία Dark Energy Survey, άρχισε να χαρτογραφεί το Σύμπαν για να βρει στοιχεία που θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε τη φύση του μυστηριώδους φαινομένου που είναι γνωστό ως σκοτεινή ενέργεια.

Οι τελικές μετρήσεις της DES δημοσιεύθηκαν στην πρόσφατη συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Κοινωνίας στη Ν. Ορλεάνη των ΗΠΑ.

H σκοτεινή ενέργεια εκτιμάται ότι αποτελεί σχεδόν το 70% του παρατηρήσιμου Σύμπαντος, αλλά ακόμη δεν έχουμε καταλάβει τι είναι. Ενώ η φύση της παραμένει μυστηριώδης, ο αντίκτυπος της σκοτεινής ενέργειας γίνεται αισθητός σε μεγάλες κλίμακες. Το κύριο αποτέλεσμά της είναι να προκαλεί, την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος.

Η ανακοίνωση στη Νέα Ορλεάνη μπορεί να μας φέρει πιο κοντά στην καλύτερη κατανόηση αυτής της μορφής ενέργειας. Μεταξύ άλλων, μας δίνει την ευκαιρία να ελέγξουμε τις παρατηρήσεις μας σε σχέση με μια ιδέα που ονομάζεται κοσμολογική σταθερά και η οποία εισήχθη από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν το 1917 ως ένας τρόπος να εξουδετερώσει τις επιδράσεις της βαρύτητας στις εξισώσεις του για να επιτύχει ένα Σύμπαν που δεν διαστέλλεται ούτε συστέλλεται. Αργότερα ο Αϊνστάιν την αφαίρεσε από τους υπολογισμούς του.

Ωστόσο, οι κοσμολόγοι ανακάλυψαν αργότερα ότι το Σύμπαν όχι μόνο διαστέλλεται, αλλά και ότι η διαστολή επιταχύνεται. Η παρατήρηση αυτή αποδόθηκε στη μυστηριώδη έννοια που ονομάζεται σκοτεινή ενέργεια. Η έννοια της κοσμολογικής σταθεράς του Αϊνστάιν θα μπορούσε στην πραγματικότητα να εξηγήσει τη σκοτεινή ενέργεια, αν είχε θετική τιμή.

Τα αποτελέσματα της DES αποτελούν το αποκορύφωμα δεκαετιών εργασίας ερευνητών από όλο τον κόσμο και παρέχουν μια από τις καλύτερες μετρήσεις που έχουν γίνει μέχρι σήμερα μιας ασύλληπτης παραμέτρου που ονομάζεται “w”, η οποία αντιπροσωπεύει την εξίσωση κατάστασης της σκοτεινής ενέργειας. Η κατάσταση αυτή περιγράφει τον λόγο της πίεσης προς την ενεργειακή πυκνότητα για μια ουσία. Τα πάντα στο Σύμπαν έχουν μια εξίσωση κατάστασης.

Η τιμή της μας λέει αν μια ουσία είναι αέρια, σχετικιστική (περιγράφεται από τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν) ή όχι, ή αν συμπεριφέρεται σαν ρευστό. Η επεξεργασία αυτού του αριθμού είναι το πρώτο βήμα για την πραγματική κατανόηση της πραγματικής φύσης της σκοτεινής ενέργειας.

Η καλύτερη θεωρία μας για το w προβλέπει ότι πρέπει να είναι ακριβώς μείον ένα (w=-1).

Μια εξίσωση κατάστασης -1 μας λέει ότι όσο αυξάνεται η ενεργειακή πυκνότητα της σκοτεινής ενέργειας, τόσο αυξάνεται και η αρνητική πίεση. Όσο μεγαλύτερη είναι η ενεργειακή πυκνότητα στο Σύμπαν, τόσο μεγαλύτερη είναι η απώθηση – με άλλα λόγια, η ύλη πιέζει την άλλη ύλη. Αυτό οδηγεί σε ένα συνεχώς επεκτεινόμενο επιταχυνόμενο Σύμπαν.

Χρησιμοποιώντας νέες τεχνικές, η ομάδα DES έχει 20 φορές περισσότερα δεδομένα, που επιτρέπει πιο ακριβείς μετρήσεις του w, δίνοντας μια τιμή -0,8, ωστόσο πρόκειται για μια εξαιρετική αρχή, παρά το γεγονός ότι δεν είναι -1 όπως αναφέραμε πιο πάνω

Εν ολίγοις η μέτρηση μπορεί να σηματοδοτήσει το τέλος των θεωρητικών μοντέλων που έχουν εξισώσεις κατάστασης που είναι πιο αρνητικές από τη μονάδα. Σε τέτοια μοντέλα το Σύμπαν θα διαστέλλεται επ’ άπειρον με ολοένα και ταχύτερο ρυθμό και τελικά θα διαλύει γαλαξίες, πλανητικά συστήματα, ακόμη και τον ίδιο τον χωροχρόνο.

Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.