A tudósok évtizedek óta zavarba ejtik a tényt, hogy univerzumunk bővül. Logikai szempontból a gravitációnak galaxiseket kell vonzania egymáshoz, de az 1990-es évek megfigyelései azt mutatták, hogy az Univerzum nem csak bővül, hanem egyre gyorsuló tendenciával bővül, és az úgynevezett sötét energia a felelős.
A sötét energia (nem szabad összetéveszteni a sötét anyaggal) egy hipotetikus erő, amely a megfigyelhető univerzumban az összes energia 68,3% -át adja. És a tudósok úgy vélik, hogy ez az energia távolítja a galaxiseket egymástól. Mindazonáltal, létezésének sok közvetett bizonyítéka ellenére, még senki sem tudta közvetlenül meghatározni a sötét energia jelenlétét, vagy legalábbis nem tudta megfelelően megmagyarázni, honnan származik.
Az új hipotézis szerint azonban erre a kérdésre a válasz szó szerint orrunk előtt állt. E hipotézis szerint a sötét energia abszolút általános, ha a világegyetem egyik alapvető törvényének szempontjából tekintjük, amelyet gyakran elfelejtünk, amikor ezt a kérdést megvizsgáljuk. Ez az alaptörvény az energiamegtakarítás törvénye. Visszabeszélnek róla a középiskolában. Egyszerű szavakkal mondja a következőt: az energiát nem lehet csak létrehozni vagy pusztítani, hanem csak eltűnni. Az egyetlen dolog, amit áttehet az egyik állapotból a másikba, vagy az egyik testről a másikra mozog. Alapvető fizikánk nagy része ezen a törvényen alapszik.
A különféle intézményekből származó fizikusok csoportjának egy új tanulmánya azt sugallja, hogy ha az univerzum legkorábbi napjaiban még finomabb energiaveszteség is történt, akkor ez magyarázhatja a sötét energia természetét, amelyről sok tudós beszél. A tanulmány szerzői hozzáfűzik, hogy valószínű, hogy ez a szivárgás, bár megsértette az alaptörvényt, annyira jelentéktelen módon sértette meg, hogy végül senki sem vette volna észre.
Meg kell jegyezni, hogy a hipotézis elég merész. De itt érdekes megérteni, mi vezette pontosan a kutatókat egy ilyen hipotézishez. Annak érdekében, hogy megértsük a sötét energia kérdését, és megpróbáljuk megmagyarázni, vissza kell mennünk 1917-be, arra az évre, amikor Einstein megpróbálta megérteni, hogy az univerzum miért statikus, és nem hajlamos összehúzódni vagy bővülni. Abban az időben ez az elmélet nagyon népszerű volt.
A gravitációs kötés hiányának magyarázata érdekében Einstein javasolta, hogy legyen valami az univerzumban, amely egyetemes méretben képes ellenállni a gravitációnak. Így jelent meg a kozmológiai állandó. 1929-ben azonban feladta ezt az elgondolást, amikor Edwin Hubble csillagász először látta a kibővülő világegyetem jeleit, amelyeket a számításaiban megfigyelt. A múlt század 90-es évek elején a tudósok bebizonyították, hogy az Univerzum egyre gyorsul, és Einstein állandója ismét releváns lett. Az asztrofizikusok azt hitték, hogy ez az állandó, amiről Einstein beszélt több évtizedes ezelőtt, valójában mindig is az volt a dolog, amelyet ma sötét energiának hívunk.
Mi ez a sötét energia? Általános értelemben kozmológiai állandónak tekinthető, változatlan energia sűrűséggel, amely felmerül és egyenletesen kitölti az Univerzum térét. A kvantummechanikából azt tudjuk, hogy az üres tér valójában soha nem üres - tele van kvantumrészecskékkel és az energiával, amely ezen részecskék megjelenésének és eltűnésének hatására megjelenik. És ezeknek a részecskéknek némelyike visszatükröző erejű lehet - nagyon sötét energia.
Talán az egyetlen ellentmondásos pont, hogy ennek a folyamatnak a felbukkanó sötét energia várható mennyiségének nagyobbnak kell lennie, mint a jelenleg előterjesztett mutató, figyelembe véve az Univerzum tágulásának megfigyelését - akár 120 nagyságrenddel nagyobb pontossággal. Ez arra utalhat, hogy vagy ezt a térfogatot hibásan mérjük, vagy egyáltalán nem értjük, hol pontosan a sötét energia származik.
Promóciós videó:
Az új kutatások azt sugallják, hogy ez utóbbi a legvalószínűbb forgatókönyv, és erre az alkalomra új hipotézist fogalmaztak meg. Mi lenne, ha megjelenésének korai szakaszában az univerzum némi energiaszivárgást tapasztalna, és ez a veszteség beállította a sötét energia megjelenésének ütemét?
"A modellünkben a sötét energiát valami reprezentálja, amely jelzi az energia és lendület mennyiségét, amelyet elvesztettek az univerzum teljes története során" - mondja egyik kutató, Alejandro Perez.
Az új hipotézis központi eleme az általános relativitáselmélet alternatív modellje, amelyre Einstein az 1910-es években került sor. Ezt nevezik unimodular gravitációs modellnek. Elmondása szerint az energiát egyáltalán nem kell megtakarítani. Ugyanakkor a kutatók azt állítják, hogy amikor az egymoduláris gravitációt alkalmazzák a számításokban, akkor a kozmológiai állandó értéke ideálisan korrelál azokkal a megfigyelésekkel, amelyek szerint világegyetemünk gyorsulással bővül.
Fontos megjegyezni, hogy ez a modell nem feltétlenül ütközik ellentmondásban a világegyetem jelenlegi megértésével. Bár az energia eltűnése a korai világegyetemben befolyásolja a sötét energia mennyiségének értékváltozását, ez semmi másra nem lesz hatással, vagy legalábbis nem lesz észrevehető modern kísérleteinkben.
„Az anyagot alkotó anyag energiája átvihető a gravitációs mezőbe, és ez az„ energiaveszteség”kozmológiai állandóként fog viselkedni - később nem hígul el az univerzum kibővülésével” - mondja Thibault Josse, a kutatócsoport másik tagja.
"Ezt szem előtt tartva, a távoli múltbeli energiavesztés vagy -teremtés ma komoly következményekkel járhat, egészen más szinten és nagyobb léptékben."
Itt azonban felmerül a kérdés: ha az energia eltűnése nincs hatással az Univerzumra, csak magának a legsötétebb energianak az értékét megváltoztatja, akkor hogyan lehet ellenőrizni ennek a hipotézisnek a helyességét vagy helytelenségét? Ez a fő probléma.
„Javaslatunk nagyon általános, és az energiatakarékossági törvény bármilyen változása valószínűleg hozzájárul a kozmológiai állandó hatékonyságához. Például új korlátokat helyezhet a fenomenológiai modellekre a kvantummechanikán kívül”- mondja Josse.
„Másrészt azonnali bizonyíték arra, hogy a sötét energiát rendes energia hajtja meg, amely megváltoztatja az állapotát, a valóságon túli látszik, mivel már megvan a lambda kifejezés értéke (ez is egy kozmológiai állandó), és ezen felül csak a (sötét energia) evolúciójának utolsó ideje”.
Általában véve úgy tűnik, hogy ez a hipotézis eddig volt, egy hipotézis, amelyet még nem tesztelték. A fizikusok azonban azt állítják, hogy részletesebben meg akarják vizsgálni a jövőbeni valószínűségeket.
„Nem kérdés bármilyen bizonyossággal. De ez az új ötlet legalább érdekesnek tűnik, és ezért érdemel figyelmet”- mondja Lee Smolin, a waterloói kanadai Elméleti Fizikai Intézet elméleti fizikusa, aki nem vett részt a tanulmányban.
NIKOLAY KHIZHNYAK