Η διαστολή του σύμπαντος σταματά, το σύμπαν καταρρέει και αυτό επιστρέφει στο 0

Νέες παρατηρήσεις του σύμπαντος έχουν υποδείξει ότι η σκοτεινή ενέργεια, η δύναμη δηλαδή που κάνει το σύμπαν να διαστέλλεται όλο και πιο γρήγορα, φαίνεται να εξασθενεί. Η διαπίστωση αυτή αποτελεί την πρώτη μεγάλη αλλαγή στην κοσμολογία, από την ανακάλυψη της επιταχυνόμενης διαστολής του σύμπαντος, πριν από μόλις 25 χρόνια, κάτι που θα μπορούσε να οδηγήσει στο Big Crunch, δηλαδή επιστροφή στο 0.

Τι είναι το Big Crunch;

Είναι ένα υποθετικό σενάριο σύμφωνα με την wikipedia, για την τελική μοίρα του σύμπαντος, κατά το οποίο η διαστολή του σύμπαντος τελικά αντιστρέφεται και το σύμπαν επανασυντίθεται, προκαλώντας τελικά το μηδενισμό του συντελεστή κοσμικής κλίμακας, γεγονός που ενδεχομένως θα ακολουθηθεί από μια αναμόρφωση του σύμπαντος που θα ξεκινήσει με μια νέα Μεγάλη Έκρηξη. Η συντριπτική πλειονότητα των στοιχείων δείχνει ότι αυτή η υπόθεση δεν είναι σωστή. Αντίθετα, οι αστρονομικές παρατηρήσεις δείχνουν ότι η διαστολή του σύμπαντος επιταχύνεται αντί να επιβραδύνεται από τη βαρύτητα ωστόσο η μελέτη στην οποία αναφερόμαστε σήμερα δείχνει μια άκρως ενδιαφέρουσα προοπτική.

Μια απεικόνιση του Big Crunch

Οι νέες ενδείξεις

Οι νέες ενδείξεις για την εξέλιξη της σκοτεινής ενέργειας προέκυψαν στο πλαίσιο της δημιουργίας ενός από τους μεγαλύτερους και πιο λεπτομερείς χάρτες του σύμπαντος, ο οποίος δημιουργήθηκε με βάση τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από το φασματοσκοπικό όργανο σκοτεινής ενέργειας (DESI). Τα 5.000 ρομποτικά μάτια του οργάνου συλλέγουν φως από εκατομμύρια γαλαξίες. Αυτό το φως στη συνέχεια αναλύεται σε ένα φάσμα χρωμάτων, επιτρέποντας στους επιστήμονες να μετρήσουν τη διαστολή του σύμπαντος κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών, μετρώντας μια αλλαγή στο μήκος κύματος του φωτός που ονομάζεται μετατόπιση προς το ερυθρό.

Μέσω αυτών των παρατηρήσεων, τα αποτελέσματα δείχνουν μια φθίνουσα επίδραση της σκοτεινής ενέργειας με την πάροδο του χρόνου, που τελικά θα οδηγήσει στο 0.

Η θεωρία του Albert Einstein

Το 1915 o Einstein δημοσίευσε την πιο επαναστατική θεωρία του, τη θεωρία της γενικής σχετικότητας, η οποία περιέγραφε τη βαρύτητα ως μια έννοια που προκύπτει από την καμπυλότητα του χώρου και του χρόνου – μια καμπυλότητα που προκαλείται από τα σώματα με μάζα. Δυο χρόνια αργότερα, το 1917, ο Einstein και ο Ολλανδός αστρονόμος Willem de Sitter απέδειξαν ότι οι εξισώσεις της γενικής σχετικότητας μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την περιγραφή του σύμπαντος, αν και ενός εξαιρετικά απλουστευμένου σύμπαντος. Υπήρχε όμως ένα πρόβλημα, το σύμπαν που περιγραφόταν από τις εξισώσεις της γενικής σχετικότητας περιέγραφαν ένα σύμπαν που κάθεται ακίνητο. Εκείνη την εποχή, στη φυσική, όλοι συμφωνούσαν ήταν ότι το σύμπαν ήταν στατικό, ούτε διαστέλλεται ούτε συστέλλεται, και ο Einstein συμφώνησε με αυτό. Έτσι, πρόσθεσε μια μεταβλητή στις εξισώσεις του: Την κοσμολογική σταθερά ή λάμδα, που συμβολίζεται με το Ελληνικό γράμμα λ. Αυτό εξισορροπούσε το σύμπαν, προσθέτοντας τη σωστή ώθηση και έλξη για να το κρατήσει στατικό.

Περίπου 12 χρόνια αργότερα, το 1929, ο Edwin Hubble μελετούσε μακρινούς γαλαξίες και διαπίστωσε ότι το φως από αυτούς μετατοπιζόταν προς το ερυθρό. Όσο πιο μακριά βρισκόταν ένας γαλαξίας, τόσο μεγαλύτερο ήταν αυτό το φαινόμενο. Αυτό έδειχνε ότι το σύμπαν δεν ήταν στατικό, αλλά στην πραγματικότητα διαστελλόταν. Οι επιστήμονες θα χρειάζονταν να περάσουν τις επόμενες επτά δεκαετίες προσπαθώντας να μετρήσουν τον ρυθμό αυτής της διαστολής, που καθορίζεται από μια τιμή που ονομάζεται σταθερά Hubble.

Ο Einstein δεν χρειαζόταν πλέον να περιγράφει ένα στατικό σύμπαν, αφαίρεσε την κοσμολογική σταθερά από τις εξισώσεις του για το σύμπαν, περιγράφοντας, την εισαγωγή της σταθεράς λ ως τη “μεγαλύτερη γκάφα” του. Αλλά η κοσμολογική σταθερά δεν θα έμενε στον κοσμικό κάδο απορριμμάτων για πολύ. Πριν από το τέλος του 20ού αιώνα, η λάμδα θα επέστρεφε σε μεγάλο βαθμό και με νέο ρόλο.

Το 1998, δύο διαφορετικές ομάδες αστρονόμων έκαναν παρατηρήσεις μακρινών υπερκαινοφανών Type 1a όταν ανακάλυψαν ότι η διαστολή του σύμπαντος δεν επιβραδύνεται όπως θα περίμενε κανείς αλλά αντίθετα επιταχύνεται. Τότε, η σκοτεινή ενέργεια εισήχθη ως αίτιο που προκαλεί αυτή την επιταχυνόμενη διαστολή.

Σε πολλά μοντέλα του σύμπαντος, η σκοτεινή ενέργεια αντιπροσωπεύεται από τη διασωθείσα κοσμολογική σταθερά ή λ, η οποία δρα τώρα αντίθετα προς τη βαρύτητα. Παρόλα αυτά, αφού εισήχθη ως τιμή για την επιταχυνόμενη διαστολή του χώρου, η κοσμολογική σταθερά παρέμεινε ένα πρόβλημα. Οι τιμές που προκύπτουν από την παρατήρηση μακρινών υπερκαινοφανών και η τιμή που προβλέπουν οι θεωρίες της κβαντικής φυσικής συνεχίζουν να διαφέρουν πολύ.

Έτσι φαίνεται ο ήλιος από κάθε πλανήτη – Δείτε video – φωτογραφίες

Είμαστε πιο κοντά στη κατανόηση της σκοτεινής ενέργειας;

Για να κατανοήσουμε γιατί η σκοτεινή ενέργεια και η επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος είναι τόσο συγκλονιστικές, το space.com προτείνει να σκεφθούμε κάτι απλό. Ας φανταστούμε ότι σπρώχνουμε δυνατά ένα παιδί σε μια κούνια. Είναι κάτι ανάλογο με τη Μεγάλη Έκρηξη, η οποία έδωσε το έναυσμα για τη διαστολή του σύμπαντος.

Με την πάροδο του χρόνου η κούνια επιβραδύνεται, παρομοίως με τη διαστολή του σύμπαντος που επιβραδύνεται καθώς το σύμπαν γερνάει. Αλλά στη συνέχεια, ξαφνικά, χωρίς να ασκήσετε περαιτέρω ώθηση, όταν η κούνια έχει σχεδόν σταματήσει, φανταστείτε ότι ξαφνικά συνεχίζει να κινείται. Και όχι μόνο αυτό, αλλά φανταστείτε ότι κουνιέται όλο και πιο γρήγορα, φτάνοντας σε όλο και υψηλότερα σημεία. Αυτό ισοδυναμεί με τη δράση της σκοτεινής ενέργειας.

Δεν είναι περίεργο που οι επιστήμονες επιθυμούν διακαώς να προσδιορίσουν την αιτία αυτής της επιπλέον κοσμικής ώθησης η ανακάλυψη ότι η σκοτεινή ενέργεια φαίνεται να γίνεται όλο και πιο αδύναμη προσθέτει ένα επίπεδο πολυπλοκότητας στην κατάσταση.

Επιστρέφοντας στην αναλογία της κούνιας, η ανακάλυψη του τι προκάλεσε την επιπλέον, αόρατη ώθηση είναι κρίσιμη για την κατανόηση της μοίρας του παιδιού στην κούνια: Θα προσγειωθεί στους θάμνους, με ασφάλεια στο έδαφος ή θα εκτοξευτεί στο διάστημα; Παρομοίως, η κατανόηση της σκοτεινής ενέργειας είναι κρίσιμη επειδή η εξέλιξή της, ή η έλλειψή της, θα καθορίσει τη μοίρα του σύμπαντος.

Ο νέος χάρτης του DESI υποδεικνύει μια διαφορετική κοσμική μοίρα. Ότι η σκοτεινή ενέργεια επιβραδύνεται, το σύμπαν καταρρέει και επιστρέφει πάλι στη θερμή και πυκνή κατάσταση που παρατηρήθηκε στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Το σύμπαν θα αρχίσει να συγκεντρώνεται και πάλι υπό την επίδραση της βαρύτητας, κάτι που θα μπορούσε να οδηγήσει πάλι στο 0, στο Big Crunch.

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/.