Οι επιστήμονες έχουν ξανασκεφτεί τη δομή του σύμπαντος

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Όπως η ζύμη σταφίδας που φουσκώνει σε έναν καυτό φούρνο, οι γαλαξίες, ακόμη και ολόκληρα σμήνη πετούν χώρια σε παρατηρήσιμο χώρο (δηλαδή στο Σύμπαν). Αυτό παρατηρήθηκε το 1920 από έναν αστρονόμο ονόματι Edwin Hubble. η ανακάλυψή του οδήγησε τελικά τους επιστήμονες σε μια σύγχρονη εικόνα της διαστολής του σύμπαντος.

Πιστεύεται ότι η μυστηριώδης σκοτεινή ενέργεια είναι υπεύθυνη για αυτή τη διαδικασία - μια υποθετική μορφή ενέργειας που γεμίζει ομοιόμορφα το διάστημα και αποτελεί το 70 τοις εκατό του σύμπαντος. Ωστόσο, αμφιβολίες για την ύπαρξή του υπήρχαν πάντα, ακόμη και με τον ίδιο τον Αϊνστάιν.

Οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης αφαίρεσαν πρόσφατα τη σκοτεινή ενέργεια από την εξίσωση και χρησιμοποίησαν προσομοιώσεις υπολογιστή για να δουν εάν το σύμπαν θα μπορούσε να διασταλεί χωρίς αυτήν. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν έδειξαν ότι η διαστολή του Σύμπαντος σχετίζεται με τη σκοτεινή ύλη, η οποία έχει μια ορισμένη μαγνητική δύναμη. Μια νέα ανακάλυψη θα μπορούσε να αλλάξει την κατανόησή μας για το σύμπαν.

Από τι είναι φτιαγμένο το σύμπαν;

Όλοι όσοι ενδιαφέρονται για τη δομή του Σύμπαντος γνωρίζουν ότι αποτελείται μόνο από το 5% της ύλης που έχουμε συνηθίσει. Περίπου ένα τέταρτο περισσότερο είναι η σκοτεινή ύλη - μια μυστηριώδης ουσία για την οποία δεν είναι πολλά γνωστά, καθώς είναι απρόσιτη για άμεση παρατήρηση. Τα υπόλοιπα δύο τρίτα είναι ακόμη πιο μυστηριώδης σκοτεινή ενέργεια που προκαλεί το σύμπαν μας να διαστέλλεται με ολοένα αυξανόμενο ρυθμό.

Σημειώστε ότι από το 2020, η ύπαρξη σκοτεινής ενέργειας επιβεβαιώνεται από μετρήσεις της ακτινοβολίας υπολειμμάτων - θερμική ακτινοβολία που προέκυψε στο πρώιμο Σύμπαν και γεμίζει ομοιόμορφα το διάστημα.

Έτσι, μια ομάδα αστροφυσικών από το Ινστιτούτο Φυσικής και Μαθηματικών που πήρε το όνομά του Ο Kavli (IPMU) διαπίστωσε ότι στην υπολειμματική ακτινοβολία υπάρχουν σημάδια παραβίασης της λεγόμενης χωρικής ισοτιμίας - μιας από τις θεμελιώδεις ιδιότητες του σύμπαντος, την οποία το Καθιερωμένο Μοντέλο δεν προβλέπει. Σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης, η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια παραβιάζουν την αρχή της ισοτιμίας, η οποία μπορεί να υποδηλώνει την ύπαρξη μιας «νέας φυσικής».

Ένα άλλο «κάλεσμα αφύπνισης» υπέρ μιας αναθεώρησης των σύγχρονων ιδεών για το Σύμπαν ήταν το έργο Νοτιοαφρικανών επιστημόνων το 2019. Σε αυτό, οι ερευνητές πρότειναν μάλιστα ότι η σκοτεινή ενέργεια δεν υπάρχει, καθώς η ίδια η υπόθεση των γαλαξιών που διασκορπίζονται με ιλιγγιώδη ταχύτητα βασίζεται σε «ψευδείς εικασίες και λανθασμένους υπολογισμούς». Όπως σημειώθηκε από τους συγγραφείς της επιστημονικής εργασίας που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Physical Review Letters, για να αποδειχθεί αυτό, θα χρειαστούν πολύ περισσότερα δεδομένα παρατήρησης για το CMB.

Η σκοτεινή ενέργεια δεν χρειάζεται πλέον

Θεωρώντας ότι η συζήτηση για μια «νέα φυσική» δεν υποχωρεί, Δανοί επιστήμονες έσπευσαν στην κορυφή και αφαίρεσαν τη σκοτεινή ενέργεια από τις εξισώσεις εντελώς. Κατά τη διάρκεια της εργασίας τους, δοκίμασαν ένα μοντέλο σύμφωνα με το οποίο η διαστολή του σύμπαντος οφείλεται στην πραγματικότητα σε μια μορφή σκοτεινής ύλης, στην οποία κυριαρχεί ένας ειδικός τύπος μαγνητικής δύναμης.

Όπως σημειώνουν οι συγγραφείς της μελέτης, πρόσθεσαν αρκετές ακόμη ιδιότητες στη σκοτεινή ύλη, με τη βοήθεια των οποίων μπορεί να έχει άμεση επίδραση στη διαστολή του διαστήματος (αντί της σκοτεινής ενέργειας). Δεδομένου ότι το τελευταίο δεν μπορεί να μετρηθεί, και τα περισσότερα από τα χαρακτηριστικά του είναι άγνωστα, η νέα θεωρία δεν φαίνεται τραβηγμένη. Για τον Steen Hansen, έναν από τους συγγραφείς της μελέτης, «η πραγματικότητα είναι ότι δεν γνωρίζουμε πάρα πολλά για τη σκοτεινή ύλη, παρά μόνο ότι αποτελείται από αργά και βαριά σωματίδια».

«Ίσως η σκοτεινή ύλη έχει μια ποιότητα παρόμοια με τον μαγνητισμό. Έτσι, κάτι παρόμοιο με αυτό που συμβαίνει με τα συνηθισμένα σωματίδια μπορεί να συμβεί στο σύμπαν όταν κινούνται και δημιουργούν μαγνητισμό ή όταν οι μαγνήτες προσελκύουν ή απωθούν άλλους μαγνήτες. Αυτή η συνεχής διαστολή της σκοτεινής ύλης πιθανότατα προκαλείται από κάποιο είδος μαγνητικής δύναμης», αναφέρει ο επιστήμονας στην έκδοση Phys.org.

Η μαγνητική δύναμη είναι το κλειδί για το μυστήριο της διαστολής του σύμπαντος

Κατά τη διάρκεια της εργασίας, οι επιστήμονες ανέπτυξαν ένα μοντέλο προσομοίωσης υπολογιστή που περιλάμβανε μεταβλητές όπως η βαρύτητα, ο ρυθμός διαστολής του σύμπαντος και το X - μια άγνωστη δύναμη που διαστέλλει το διάστημα και είναι η βάση της σκοτεινής ενέργειας.

Υποθέτοντας ότι τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης έχουν έναν ειδικό τύπο μαγνητικής δύναμης, το μοντέλο που αναπτύχθηκε από τους επιστήμονες καθόρισε ότι αυτή η δύναμη θα είχε ακριβώς την ίδια επίδραση στον ρυθμό διαστολής του σύμπαντος όπως η σκοτεινή ενέργεια σήμερα.

Δεδομένου ότι η μελέτη θα μπορούσε να αλλάξει την τρέχουσα κατανόηση του σύμπαντος, οι αστροφυσικοί ήταν προσεκτικοί στα συμπεράσματά τους και επεσήμαναν ότι «απαιτούνται περισσότερα στοιχεία, βασισμένα σε βαθύτερη έρευνα, για να επιβεβαιωθούν οριστικά τα ευρήματα. Εάν περαιτέρω έρευνα επιβεβαιώσει τα δεδομένα που έλαβαν οι Δανοί, τότε η σκοτεινή ενέργεια θα πρέπει να την αποχαιρετήσει, γιατί δεν θα υπάρχει νόημα στην ύπαρξή της.