Αυτό θα μπορούσε να αλλάξει τα πάντα. Πίσω στο 2011, τρεις αστρονόμοι κέρδισαν το Νόμπελ Φυσικής για την ανακάλυψή τους οτι το Σύμπαν όχι μόνο διαστέλλεται – αλλά διαστέλλεται με ταχύτατο ρυθμό.
Η ανακάλυψη οδήγησε στην ευρεία αποδοχή της ιδέας οτι το Σύμπαν μας κυριαρχείται από μια μυστηριώδη δύναμη που ονομάζεται σκοτεινή ενέργεια, και άλλαξε το καθιερωμένο μοντέλο της κοσμολογίας για πάντα. Τώρα, όμως, οι φυσικοί λένε ότι αυτή η ανακάλυψη δεν ισχύει, και έχουν ένα πολύ μεγαλύτερο σύνολο δεδομένων για να το στηρίξουν.
Το Νόμπελ Φυσικής το 2011 το μοιράστηκαν οι κοσμολόγοι Saul Perlmutter από το Πανεπιστήμιο Μπέρκλεϊ της Καλιφόρνια, ο Adam Riess από το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins, και ο Brian Schmidt από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας.
Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1990, οι τρεις επιστήμονες ήταν μέλη ανταγωνιστικών ομάδων που έκαναν μετρήσεις για μακρινό Τύπου 1a σουπερνόβα – το βίαιο τέλος ενός αστεριού που ονομάζεται λευκός νάνος.
Οι λευκοί νάνοι προέρχονται από μια από τις πυκνότερες μορφές ύλης στο γνωστό σύμπαν – και ξεπερνιούνται μόνο από τα αστέρια νετρονίων και τις μαύρες τρύπες.
Ενώ ένας τυπικός λευκός νάνος είναι ελαφρώς μόνο μεγαλύτερος από τη Γη, έχει περίπου την ίδια ποσότητα μάζας με τον ήλιος μας. Για να το θέσουμε σε προοπτική, θα χωρούσαν περίπου 1.300.000 πλανήτες στο μέγεθος της Γης μέσα στον Ήλιο.
Τώρα φανταστείτε αυτό το απίστευτα πυκνό, νεκρό άστρο να καταρρέει κάτω από το βάρος της δικής του βαρύτητας. Μιλάμε για ένα επίπεδο φωτεινότητας που είναι περίπου 5 τρισεκατομμύρια φορές πιο φωτεινό από τον Ήλιο.
Επειδή κάθε σουπερνόβα τύπου 1a εκρήγνυται με περίπου την ίδια φωτεινότητα, η ποσότητα του φωτός που εκπέμπει μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ένδειξη της απόστασής του από τη Γη – και οι ελαφρές μετατοπίσεις στο χρώμα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να καταλάβουμε πόσο γρήγορα κινείται.
Όταν οι Perlmutter, Riess, και Schmidt μέτρησαν όλα τα γνωστά δεδομένα για το σουπερνόβα τύπου 1a, που καταγράφηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble και μια σειρά από μεγάλα επίγεια τηλεσκόπια, βρήκαν κάτι απίστευτα παράξενο.
Η Βασιλική Σουηδική Ακαδημία εξήγησε το πρωί της ανακοίνωσης του βραβείου Νόμπελ στη Στοκχόλμη: “Σε ένα Σύμπαν που κυριαρχείται από την ύλη, θα περίμενε κανείς οτι η βαρύτητα τελικά θα επιβράδυνε τη διαστολή. Φανταστείτε στη συνέχεια την απόλυτη έκπληξη όταν οι δύο ομάδες επιστημόνων ανακάλυψαν … οτι η διαστολή όχι μόνο δεν επιβραδυνόταν, αλλά στην πραγματικότητα επιταχυνόταν. Συγκρίνοντας τη φωτεινότητα μακρινών σουπερνόβα με τη φωτεινότητα κοντινών σουπερνόβα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν οτι τα μακρινά σουπερνόβα ήταν περίπου 25% λιγότερο φωτεινά. Ήταν πολύ μακριά. Το Σύμπαν επιτάχυνε. Έτσι αυτή η ανακάλυψη είναι θεμελιώδους σημασίας και αποτελεί ορόσημο για την κοσμολογία. Και μια πρόκληση για τις πολλές γενιές επιστημόνων που έρχονται. ”
Η ανακάλυψη υποστηρίχτηκε από δεδομένα που συλλέχθηκαν χωριστά από πράγματα όπως οι ομαδοποιημένοι γαλαξίες και το υπόβαθρο κοσμικών μικροκυμάτων – η αμυδρή λάμψη του Big Bang.
Και νωρίτερα φέτος, οι επιστήμονες της NASA και της ESA ανακάλυψαν οτι το σύμπαν διαστέλλεται 8% πιο γρήγορα από ό, τι πιστευόταν αρχικά.
Η ανακάλυψη αυτή αξίζει ένα Βραβείο Νόμπελ, αλλά θέτει ένα πολύ δύσκολο ερώτημα – αν η συλλογική βαρύτητα από όλη την ύλη που εκτοξεύτηκε μέσα στο σύμπαν από το Big Bang επιβραδύνει τα πάντα, πώς μπορεί αυτό να επιταχύνει ;
Όπως ανέφερε ο Brendan Cole το Μάιο:
“Υπάρχει κάτι που διαπερνά το Σύμπαν που διαστέλλει το διάστημα γρηγορότερα από ό, τι η βαρύτητα το μαζεύει. Η επίδραση είναι μικρή. Είναι αισθητή μόνο όταν κοιτάξουμε πολύ μακρινούς γαλαξίες – αλλά είναι εκεί. Έχει γίνει γνωστή ως σκοτεινή ενέργεια. «Σκοτεινή», επειδή κανείς δεν ξέρει τι είναι. ”
Από τότε που οι επιστήμονες αναφέρθηκαν για πρώτη φορά στη σκοτεινή ενέργεια, κανείς δεν έχει καταφέρει να μας πει τί θα μπορούσε πραγματικά να είναι.
Αλλά τώρα μια διεθνής ομάδα φυσικών λένε μην ανησυχείτε γι ‘αυτό, επειδή ίσως δεν υπάρχει καν, και έχουν πολύ μεγαλύτερη βάση δεδομένων για να στηρίξουν αυτή τους την άποψη.
Εφαρμόζοντας ένα διαφορετικό αναλυτικό μοντέλο στο 740 τύπου Ia σουπερνόβα που έχουν εντοπιστεί μέχρι στιγμής, η ομάδα λέει ότι είναι σε θέση να λογοδοτήσουν για τις λεπτές διαφορές μεταξύ τους όπως ποτέ πριν.
Λένε ότι οι στατιστικές τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν από την αρχική ομάδα ήταν πάρα πολύ απλοϊκές, και οτι βασίστηκαν σε ένα μοντέλο που είχε επινοηθεί τη δεκαετία του 1930, που δεν μπορεί να εφαρμοστεί στο αυξανόμενο σύνολο δεδομένων των σουπερνόβα.
Αναφέρουν επίσης οτι το υπόβαθρο κοσμικών μικροκυμάτων δεν επηρεάζεται άμεσα από τη σκοτεινή ύλη, έτσι χρησιμεύει μόνο ως “έμμεσο” είδος αποδεικτικών στοιχείων.
«Εμείς αναλύσαμε τον πιο πρόσφατο κατάλογο των 740 σουπερνόβα τύπου Ia – πάνω από 10 φορές μεγαλύτερο από ό, τι τα αρχικά δείγματα πάνω στα οποία βασίστηκε η αρχική ανακάλυψη – και βρήκαμε οτι τα αποδεικτικά στοιχεία για την επιταχυνόμενη διαστολή είναι, στην καλύτερη περίπτωση, αυτό που οι φυσικοί αποκαλούν “3 σίγμα,” εξηγεί ο ερευνητής, Subir Sarkar, από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.
“Αυτό είναι πολύ πίσω από το «5 σίγμα» που απαιτείται για να θεωρείται μια ανακάλυψη θεμελιώδους σημασίας.”
Αντί να βρουν στοιχεία που να υποστηρίζουν την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος, ο Sarkar και η ομάδα του λένε ότι φαίνεται οτι το Σύμπαν διαστέλλεται με σταθερό ρυθμό. Αν αυτό πράγματι συμβαίνει, τότε δεν χρειαζόμαστε τη σκοτεινή ενέργεια για να το εξηγήσουμε.
“Ένα πιο εξελιγμένο θεωρητικό πλαίσιο σύμφωνα με το οποίο το σύμπαν δεν είναι ακριβώς ομοιογενές, και η ύλη που περιέχεται σε αυτό μπορεί να μην συμπεριφέρεται ως ιδανικό αέριο – δύο βασικές παραδοχές της καθιερωμένης κοσμολογίας – μπορεί κάλλιστα να είναι σε θέση να εξηγήσει όλες τις παρατηρήσεις χωρίς να απαιτείται η σκοτεινή ενέργεια, “λέει.
Τώρα, για να είμαστε σαφείς, αυτό είναι μόνο μία μελέτη, και πρόκειται για ένα μεγάλο, εξαιρετικά αμφιλεγόμενο ισχυρισμό που παρουσιάζει ως εντελώς λάθος μια βραβευμένη με Νόμπελ ανακάλυψη. (Και τα βραβεία Νόμπελ δεν δίνονται ελαφρά τη καρδία.)
Αλλά η αναπαραγωγή των αποτελεσμάτων είναι το πάν στην επιστήμη, και αν έχουμε ένα μεγαλύτερο σύνολο δεδομένων από ό,τι είχαμε πριν πέντε χρόνια, πρέπει να το χρησιμοποιούμε για να στηρίξουμε – ή να διορθώσουμε- προηγούμενες ανακαλύψεις.
Το ερώτημα τώρα είναι αν η ομάδα Sarkar εφάρμοσε το νέο στατιστικό μοντέλο της στα δεδομένα με τέτοιο τρόπο ώστε να αντανακλά καλύτερα την επιστήμη, και αν θα ωθήσει ένα σωρό φυσικούς να προσπαθούν να βρουν ποιο είναι το σωστό – ένα επιταχυνόμενο Σύμπαν, ή ένα σταθερό Σύμπαν.
“Φυσικά, θα χρειαστεί πολλή δουλειά για να πείσει κανείς γι αυτό τη κοινότητα των Φυσικών, αλλά η δουλειά μας αποδεικνύει οτι ένας βασικός πυλώνας του προτύπου κοσμολογικού μοντέλου είναι μάλλον επισφαλής», λέει ο Sarkar.
“Ας ελπίσουμε ότι αυτό θα προκαλέσει καλύτερη ανάλυση των κοσμολογικών δεδομένων, και οτι εμπνευσμένοι θεωρητικοί θα διερευνήσουν κι άλλα κοσμολογικά μοντέλα.”
Η έρευνα έχει δημοσιευθεί στο Scientific Reports.
