Pēc Lielā sprādziena mūsu Visums sāka paplašināties eksponenciālā ātrumā, un paātrinājumu zinātnieki jau sen ir attiecinājuši uz noslēpumainu spēku, kas pazīstams kā tumšā enerģija. Šī ideja — kura nopelnījis tās atklājēji Nobela prēmija 2011. gadā — gadu desmitiem lielā mērā ir definējusi mūsu izpratni par kosmisko izaugsmi. Taču jauni pētījumi sāk apstrīdēt šo ilgstoši pastāvošo pieņēmumu.
Pētnieku komanda ir atklājusi jaunus pierādījumus, kas liecina, ka Visums jau var palēnināt, nevis turpina paātrināties. Analīze, kas publicēta 5. novembrī Karaliskās astronomijas biedrības ikmēneša paziņojumikavē vadošās teorijas, kas liecina, ka tumšā enerģija virza Visuma nepārtraukto paātrinājumu.
Tā kā atklājumi ir pretrunā dominējošajam viedoklim, dokuments, iespējams, saskarsies ar stingru kosmoloģiskās kopienas pārbaudi. Wager, ja tā ir taisnība, tas papildinātu arvien pieaugošo pierādījumu kopumu, kas liecina, ka tumšā enerģija mainās, nevis nemainīga, radot atšķirīgu priekšstatu par mūsu Visuma nākotni. Patiešām, jaunais pētījums liecina, ka tā vietā, lai izzustu “lielā plīsumā”, Visums sāks sarukt, kulminējot ar “lielu krīzi” pēc miljardiem gadu.
“Ja mūsu rezultāti tiks apstiprināti, tas iezīmētu nozīmīgu paradigmas maiņu kosmoloģijā kopš tumšās enerģijas atklāšanas pirms 27 gadiem.” Jangs Vuks Līpētījuma līdzautors un astrofiziķis Yonsei Universitātē Dienvidkorejā, pastāstīja Gizmodo.
Mirgošana “standarta svecē”
Jaunā analīze balstās uz Ia tipa supernovu novērojumiem — raksturīgu zvaigžņu sprādzienu klasi, kuras konsekventais, raksturīgais spilgtums ir padarījis tās par “standarta svecēm” galaktisko attālumu mērīšanai. Šīs standarta sveces ir palīdzējušas astronomiem izmērīt ātrumu, ar kādu dažādas Visuma daļas attālinās no mums.
Ņemot vērā to uzticamību, Ia tipa supernovas ir bijis galvenais components Nobela balvas aprēķinos par tumšo enerģiju. Šīs standarta sveces — šīs supernovas — bija blāvākas, nekā zinātnieki gaidīja, liekot tām izdarīt diezgan pārsteidzošu secinājumu: Galaktiskie objekti attālinās no Zemes ātrāk, nekā bija paredzēts. Kaut kas pārspēj gravitācijas spēku, tas ir tumšā enerģija. No tā izriet ideja, ka Visums ne tikai paplašinās, guess arī paplašinās ar pieaugošu ātrumu.
Tomēr jaunie atklājumi, kas ietver datus no 300 galaktikām, atklāja spēcīgu korelāciju starp šo supernovu standartizētajiem lielumiem un zvaigžņu vecumu, kas tās radīja. Citiem vārdiem sakot, šo standarta sveču blāvākā gaisma, iespējams, ir to saimniekzvaigznes vecuma produkts, un tā var nebūt tik “standarta” vai konsekventa.
Asināti rezultāti
Lī un kolēģi vispirms norādīja uz iespējamu vecuma novirzi 2020. gada dokumentā par Astrofizikas žurnālslai gan pētījums saskārās ar kritiku paraugu atlases problēmām. Tas arī izraisīja a īss akadēmiskā apmaiņa starp Lī un Adamu Rīsu, Džona Hopkinsa universitātes astrofiziķi un vienu no Nobela prēmijas laureātiem, kurš aprakstīja tumšo enerģiju.
Jaunajā dokumentā ir izmantota lielāka datu kopa un izmantota izmērītāka pieeja; Pūka tumšās enerģijas vietā tas liek domāt, ka spēks var nebūt tik nemainīgs, kā tika uzskatīts iepriekš.
Visuma nepārtrauktā paplašināšanās joprojām ir dominējošā teorija starp kosmologiem, tāpēc šī komanda, visticamāk, atkal saskarsies ar kritiku. Un patiešām jaunie rezultāti atšķiras no citiem nesenais darbs Riess un līdzstrādnieki, kas atbalsta nepārtrauktu paātrinājumu.
Tomēr šoreiz komanda savās prasībās nav viena. Šī gada sākumā neatkarīga atklājumiem no tumšās enerģijas spektroskopiskā instrumenta (DESI) ierosināja, ka tumšā enerģija un tās ietekme uz Visumu varētu nebūt nemainīga, guess gan laika gaitā attīstīties un, iespējams, vājināties. Jaunajā dokumentā komanda arī izlaboja datus, lai ņemtu vērā tās ierosināto novirzi, un konstatēja, ka pārskatītie dati labi atbilst DESI rezultātiem.
Liktenis nezināms
Lieki piebilst, ka kosmologiem, kas cenšas paredzēt Visuma likteni, ir ļoti svarīgi precīzi zināt, kā darbojas tumšā enerģija. Šie prognozes atšķiras atkarībā no tā, kā zinātnieki interpretē Visuma formu, tumšās enerģijas piegādi un tumšās enerģijas ietekmi uz Visuma paplašināšanos.
Piemēram, ja Visuma izplešanās turpina paātrināties saskaņā ar dominējošo uzskatu, Visums var maksimāli izmantot savu haosa slieksni un svārstīties nedaudz virs absolūtās nulles. Šī “Lielā sasalšana” vienmērīgi izdzēsīs visus zināmos zvaigžņu procesus Visumā. Alternatīvi, Visuma nepārtraukta paplašināšanās var izraisīt “Lielo plīsumu”, kas izraisa visas matērijas sadalīšanos.
Šie divi pārskati pieņem, ka tumšā enerģija paātrina Visuma izplešanos. Wager kas notiks, ja turpmākie pētījumi apstiprinās DESI un jaunā dokumenta secinājumus, ka tumšā enerģija attīstās vai pāriet? Tas attaisnotu mūsu kosmoloģisko modeļu vairumtirdzniecības pārskatīšanu, skaidroja Lī.
“Ja Visums jau palēninās, tas mainīs Visuma galīgo likteni,” viņš teica. “Tā vietā, lai beigtos ar “Huge Rip”, tagad ir iespēja “Huge Crunch”.
Vienkārši sakot, “Lielās krīzes” scenārijs novestu pie tā, ka Visums sabruks sevī, pēdējos mirkļus izdzīvojot kā gigantisku ugunsbumbu, kas deg gandrīz bezgalīgā temperatūrā. Tomēr viena scenārija iespējamība pār otru “ir atkarīga no tumšās enerģijas patiesās dabas un precīza Visuma blīvuma, uz kuru mēs joprojām nezinām atbildi,” sacīja Lī.
Šobrīd Lī un kolēģi gaida nākamo datu kārtu no Vera Rubin observatorijas. Viņš paskaidroja, ka ir paredzēts veikt līdzīgu izmeklēšanu ar paraugiem no 20 000 galaktiku.
