Stała kosmologiczna nie musi być stała

W 1998 r. okazało się – ku zaskoczeniu astrofizyków – że ekspansja przestrzeni nie zwalnia, a wręcz przyspiesza. Od tego czasu dominowało przekonanie, że w bardzo odległej przyszłości Wszechświat – wciąż się powiększając, kompletnie wystygnie, rozpływając się w ciemności. Za popychanie go w tym katastroficznym kierunku miała odpowiadać stała kosmologiczna. Niezrozumiała siła, nazywana też – ze względu na swoją tajemniczą naturę – ciemną energią. Nowe badania sugerują jednak, że wszystko może potoczyć się zupełnie inaczej. A wszystko dlatego, że stała kosmologiczna wcale nie musi być stała.

DESI, czyli Dark Energy Spectroscopy Instrument, umieszczony w 4-metrowym teleskopie na Kitt Peak w Arizonie, to narzędzie skonstruowane w jednym celu: stworzenia trójwymiarowej mapy Wszechświata. W ciągu miesiąca może zaobserwować ponad milion obiektów. Światło galaktyk jest kierowane do precyzyjnego spektrografu, który rozszczepia je na kolory. A te ujawniają odległość: im dalej od nas znajduje się galaktyka, tym szybciej się oddala, więc jej kolor staje się bardziej czerwony (to rozszerzający się Wszechświat rozciąga falę świetlną, przez co obserwujemy jej poczerwienienie). Dzięki tej technice po trzech latach naukowcy mogą się pochwalić zmierzeniem położeń i prędkości ponad 14 mln galaktyk.

Wszystko po to, aby wychwycić ukrytą w ich gąszczu strukturę: zastygłe w materii zaburzenia zwane Barionowymi Oscylacjami Akustycznymi. BAO rozchodziły się po młodym wszechświecie. Gdy jednak gęstość spadła, fale zastygły tam, gdzie były, w kształt sfery o promieniu 450 tys. lat świetlnych. Następnie te galaktyczne bańki puchły razem z Wszechświatem, stając się bardzo precyzyjnym narzędziem do pomiaru tempa jego ekspansji.

Już w ubiegłym roku naukowcy projektu DESI zaprezentowali pierwsze rezultaty swoich prac. Sugerowały one coś niespodziewanego: ciemna energia zdaje się topnieć wraz z wiekiem Wszechświata. Teraz przychodzą z nowymi wynikami, podsumowującymi trzy lata obserwacji. Artykuły trafiły do platformy preprintowej arxiv.org i przejdą teraz proces zewnętrznej recenzji.

Wyniki wydają się wskazywać dużo pewniej na zmienną ciemną energię. Szczególnie w połączeniu z innymi obserwacjami kosmologicznymi – np. misją Planck, badającą echo Wielkiego Wybuchu – trend ewolucyjny się utrzymuje. Wielu kosmologów niezwiązanych z projektem wciąż zachowuje wobec tej konkluzji pewną rezerwę, przyznają jednak, że jeśli się potwierdzi, będzie to prawdziwy przełom. Dlaczego?

Jedną z najciekawszych konsekwencji zmiennej ciemnej energii jest to, że los wszechświata może się odwrócić. Jeżeli siła napędzająca ekspansję z jakiegoś powodu jednak słabnie, może się w końcu zdarzyć tak, że ostatecznie przegra z grawitacją i wszystko z powrotem zacznie się zapadać do centralnego punktu. A później może nastąpić kolejny Wielki Wybuch? Czekamy na więcej danych. Docelowo DESI stworzy mapę ponad 40 mln galaktyk. Być może uda się z nich wyczytać ostateczny los Wszechświata.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.