Energia întunecată este una dintre cele mai misterioase caracteristici ale universului nostru – nu știm ce este, dar ea controlează modul în care universul se extinde, precum și soarta sa finală. Acum, un studiu asupra a milioane de obiecte cerești a dezvăluit că este posibil să ne fi gândit greșit la ea, cu consecințe potențial dramatice pentru cosmos.
„Acesta este cel mai mare indiciu pe care îl avem despre natura energiei întunecate în cei aproximativ 25 de ani de când am descoperit-o”, spune Adam Riess de la Universitatea Johns Hopkins din Maryland.
Rezultatul provine din trei ani de date colectate de Instrumentul Spectroscopic pentru Energia Întunecată (DESI) din Arizona.
Prin combinarea acestor date cu alte măsurători, cum ar fi hărțile radiației cosmice de fond cu microunde și ale supernovelor, echipa DESI a ajuns la concluzia că energia întunecată s-ar fi putut schimba de-a lungul timpului – contrazicând direct modelul standard al cosmologiei, numit lambda-CDM.
„Aceasta este vârful de lance al cunoașterii umane”, spune Will Percival, membru al echipei DESI de la Universitatea Waterloo din Canada.
„Vedem ceva uimitor cu întregul univers”
DESI este montat pe un telescop și funcționează prin măsurarea „deplasării spre roșu” a luminii emise de galaxiile îndepărtate, sau modul în care lungimile de undă ale acestei lumini sunt întinse pe măsură ce călătorește prin univers.
Pe baza acestor date, cercetătorii pot determina cât de mult s-a extins universul în timpul călătoriei luminii și pot calcula modul în care această expansiune se schimbă.
Până în prezent, echipa a analizat lumina de la aproape 15 milioane de galaxii și alte obiecte luminoase de pe cer.
Timp de decenii, fizicienii au fost de acord că universul se extinde cu o rată fixă de accelerare, o constantă cosmologică cunoscută sub numele de lambda, care a fost interpretată ca fiind impulsul energiei întunecate.
Dar, în aprilie 2024, măsurătorile DESI au arătat primele indicii conform cărora universul ar putea accelera mai puțin rapid în timp – făcând ca constanta cosmologică să nu mai fie atât de constantă.
Riess, care nu face parte din echipa DESI, spune că la momentul respectiv nu era sigur dacă descoperirea va persista cu mai multe date.
De fapt, aceasta nu a făcut decât să devină mai puternică. „Este foarte interesant pentru mine că se pare că [echipa] nu a găsit nicio problemă în analiză după încă un an și după ce au adăugat mai multe date. Dacă este ceva, rezultatul este mai semnificativ”, spune el.
Acestea fiind spuse, descoperirea încă nu atinge nivelul statistic de „5 sigma” pe care fizicienii îl folosesc în mod convențional pentru a marca o descoperire ca fiind autentică, mai degrabă decât o întâmplare statistică.
Einstein se răsuceşte în mormânt! Teoria relativităţii trebuie modificată
Energia întunecată. O descoperire istorică
Analiza actuală atinge cel mult 4,2 sigma, dar Mustapha Ishak-Boushaki, membru al echipei de la Universitatea Texas din Dallas, spune că echipa crede că, pe măsură ce DESI continuă să preia date, rezultatul ar trebui să ajungă la 5 sigma în următorii doi ani.
„Acest rezultat privind energia întunecată este ceva la care nu ne așteptam să se întâmple în timpul vieții noastre”, spune el.
O reasigurare, spune Ishak-Boushaki, este că rezultatul nu se bazează doar pe datele de la DESI, ci și pe alte câteva studii ale universului. Riess compară situația cu un scaun cu mai multe picioare, în care ruperea unui picior – sau eliminarea unui set de date – nu face ca concluzia să se prăbușească complet.
Presupunând că picioarele rezistă, universul ar putea arăta foarte diferit față de imaginea noastră actuală.
Dacă energia întunecată continuă să slăbească, universul ar putea ajunge într-o stare în care să se extindă într-un ritm constant, în loc să se extindă din ce în ce mai repede, spune Ishak-Boushaki.
Unele scenarii dramatice devin, de asemenea, mai plauzibile, cum ar fi „big crunch”, în care cosmosul începe să se contracte în loc să se extindă și, în cele din urmă, se prăbușește în sine, spune el.
Viitorul exact al universului rămâne o întrebare deschisă
DESI nu este singurul instrument folosit de cercetători pentru a răspunde la ea.
Riess indică alte câteva studii ale universului, cum ar fi Telescopul Spațial Nancy Grace Roman al NASA și Observatorul Vera Rubin din Chile, care sunt concepute pentru a ajuta la aruncarea de lumină asupra adevăratei naturi a energiei întunecate.
În timp ce modelele matematice pentru un univers cu energie întunecată schimbătoare trebuie încă să ajungă din urmă aceste observații, Percival spune că se așteaptă ca viitoarele lucrări teoretice să ajute la proiectarea și mai multor experimente care vor testa direct ipotezele noastre cu privire la această forță misterioasă.
„În ceea ce privește modelele teoretice, tocmai s-a deschis cutia Pandorei. Am fost blocați cu o constantă cosmologică”, spune Ishak-Boushaki. „Nu mai suntem blocați”.
Sfârșitul lumii vine din Cosmos! Anunțul făcut de prestigioasa universitate Princeton
Extratereștrii trăiesc într-un univers paralel? O nouă teorie științifică