Ανατροπή στη θεωρία της σκοτεινής ενέργειας – Η διαστολή του Σύμπαντος δείχνει να επιβραδύνεται

Αντί να επιταχύνεται, η διαστολή του Σύμπατος ίσως έχει ήδη αρχίσει να επιβραδύνεται, εκτιμά νέα μελέτη, ένα εύρημα που εφόσον επιβεβαιωθεί θα ανέτρεπε τις προβλέψεις για τη μοίρα του Σύμπαντος.

Η νέα ανάλυση, η οποία δημοσιεύεται στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ενισχύει τις πρόσφατες υποψίες ότι η σκοτεινή ενέργεια, το μυστηριώδες φαινόμενο που επιταχύνει τη διαστολή του Σύμπαντος, δεν είναι σταθερή αλλά εξασθενίζει με την πάροδο του χρόνου.

Και αυτό σημαίνει ότι, αντί να διαστέλλεται επ’ άπειρον, το Σύμπαν θα μπορούσε μια μέρα να αρχίσει να συστέλλεται και να οδηγηθεί στη λεγόμενη «μεγάλη σύνθλιψη», ένα τέλος που θα ήταν το αντίθετο του Μπιγκ Μπανγκ.

Η πεποίθηση του Άλμπερτ Αϊνστάιν ότι το Σύμπαν είναι στατικό ανατράπηκε τη δεκαετία του 1930 με την ανακάλυψη ότι οι γαλαξίες απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο. Μια εξίσου μεγάλη έκπληξη ήρθε το 1998, όταν έγινε αντιληπτό ότι το Σύμπαν διαστέλλεται όλο και ταχύτερα, παρά την έλξη της βαρύτητας που θα αναμενόταν να επιβραδύνει τη διόγκωση.

Η ανακάλυψη της επιταχυνόμενης διαστολής τιμήθηκε με Νόμπελ το 2011 και οδήγησε στην υπόθεση της σκοτεινής ενέργειας, μια υποθετική μορφή ενέργειας που διατρέχει όλο τον χώρο χωρίς να αραιώνεται καθώς το Σύμπαν μεγαλώνει. Το μυστηριώδες αυτό συστατικό αντιστοιχεί στο 70% του περιεχομένου του Σύμπαντος σε ύλη και ενέργεια, όμως η φύση του παραμένει εντελώς άγνωστη.

Το ολοκαίνουργιο τηλεσκόπιο Vera Rubin στη Χιλή θα μπορούσε να δώσει οριστική απάντηση τα επόμενα χρόνια (RubinObs/NOIRLab/SLAC/NSF/DOE/AURA)

Ασταθής σταθερά

Στο στάνταρτ μοντέλο της Κοσμολογίας (ΛCDM), το οποίο γενικά βασίζεται στη Γενική Σχετικότητα του Αϊνστάιν, η σκοτεινή ενέργεια θεωρείται παγκόσμια σταθερά. Τώρα, όμως, η σταθερότητά της τίθεται υπό αμφισβήτηση.

«Η μελέτη μας δείχνει ότι το Σύμπαν έχει ήδη περάσει σε μια φάση επιβραδυνόμενης διαστολής και ότι η σκοτεινή ενέργεια εξελίσσεται με τον χρόνο πολύ πιο γρήγορα από ό,τι είχε εκτιμηθεί» δήλωσε ο Γιανγκ-Γουκ Λι του Πανεπιστημίου του Γιονσέι στη Νότια Κορέα, επικεφαλής της νέας έρευνας.

«Εφόσον τα αποτελέσματα επιβεβαιωθούν, αυτό θα σηματοδοτούσε μια σημαντική ανατροπή στην κοσμολογία από τότε που ανακαλύφθηκε η σκοτεινή ενέργεια πριν από 27 χρόνια» είπε.

Ο Λι και οι συνεργάτες του ουσιαστικά υποστηρίζουν ότι η μέθοδος με την οποία ανακαλύφθηκε η επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος βασιζόταν σε εσφαλμένες υποθέσεις.

Η ανακάλυψη είχε βασιστεί στα σουπερνόβα Τύπου Ιa, εκρήξεις γερασμένων άστρων που υποτίθεται ότι έχουν πάντα την ίδια εγγενή λαμπρότητα –κάτι που σημαίνει ότι μπορεί κανείς να υπολογίσει όσο απέχουν απλά μετρώντας την ένταση του φωτός τους. Για τον λόγο αυτό, τα σουπερνόβα Ιa χρησιμοποιούνται μέχρι σήμερα για τη μέτρηση αποστάσεων στο Σύμπαν.

Το κατάλοιπο του σουπερνόβα G299.2-2.9 που εξερράγη πριν από 4.500 χρόνια, ένα σουπερνόβα Τύπου Ia (NASA/CXC/U.Texas)

Εξετάζοντας ένα σύνολο 400 γαλαξιών, η νέα μελέτη διαπιστώνει ότι η λαμπρότητα αυτών των σουπερνόβα δεν είναι σταθερή αλλά εξαρτάται από την ηλικία των άστρων που τα προκάλεσαν. Οι εκρήξεις είναι λιγότερο λαμπρές σε πληθυσμούς νεαρών άστρων και περισσότερο λαμπρές σε αρχαιότερους πληθυσμούς.

Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι το αποτέλεσμα αυτό είναι αξιόπιστο με βαθμό εμπιστοσύνης 99,999%

Η μελέτη βρίσκεται γενικά σε συμφωνία με φετινή ανάλυση που βασίστηκε σε διαφορετική μεθοδολογία και έδειχνε ότι η σκοτεινή ενέργεια εξασθενίζει με την πάροδο του χρόνου.

Ωστόσο η νέα μελέτη υποδεικνύει ότι η διαστολή έχει ήδη αρχίσει να επιβραδύνεται, ενώ η προηγούμενη ανάλυση υποδείκνυε ότι η φάση επιβράδυνσης θα αρχίσει κάποια στιγμή στο μακρινό μέλλον.

Η απόκλιση αυτή θα πρέπει να εξηγηθεί με περαιτέρω έρευνες πριν καταλήξουμε σε οριστικό αποτέλεσμα.

Περισσότερα δεδομένα για το χρονικό της εξέλιξης του Σύμπαντος αναμένονται τώρα από το ευρωπαϊκό διαστημικό τηλεσκόπιο Euclid που εκτοξεύτηκε το 2023, καθώς και από το Παρατηρητήριο Vera Rubin που τέθηκε φέτος σε λειτουργία στη Χιλή.

Όπως είπε ο Τσουλ Τσουνγκ, μέλος της ομάδας που υπογράφει τη νέα μελέτη, «μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια, όταν το Παρατηρητήριο Vera Rubin ανακαλύψει γαλαξίες όπου βρίσκονται περισσότερα από 20.000 νέα σουπερνόβα, οι ακριβείς μετρήσεις της ηλικίας τους θα επιτρέψουν μια πιο ενδελεχή και αξιόπιστη δοκιμή της κοσμολογίας των σουπερνόβα».