De zeci de ani, oamenii de știință s-au încurcat cu privire la faptul că universul nostru se extinde. Din punct de vedere logic, gravitația ar trebui să atragă galaxii între ele, dar observațiile din anii 90 au arătat că Universul nu se extinde doar, ci se extinde cu o tendință accelerată, iar așa-numita energie întunecată este de vină.
Energia întunecată (care nu trebuie confundată cu materia întunecată) este o forță ipotetică care reprezintă până la 68,3 la sută din toată energia din universul observabil. Și oamenii de știință cred că această energie împinge galaxiile departe unul de celălalt. Cu toate acestea, în ciuda numeroaselor dovezi indirecte ale existenței sale, nimeni nu a reușit încă să determine în mod direct prezența energiei întunecate sau cel puțin în mod adecvat să explice de unde provine.
Cu toate acestea, potrivit noii ipoteze, răspunsul la această întrebare a fost literalmente în fața nasurilor noastre. Conform acestei ipoteze, energia întunecată este absolut obișnuită atunci când este privită din punctul de vedere al uneia dintre legile fundamentale ale universului, pe care le uităm adesea atunci când avem în vedere această problemă. Această lege fundamentală este legea conservării energiei. Vorbesc despre el înapoi în liceu. În cuvinte simple, el spune următoarele: energia nu poate fi creată sau distrusă, ci nu poate dispărea. Singurul lucru pe care îl poate face este să treci dintr-o stare în alta sau să te deplasezi de la un corp la altul. Cea mai mare parte a fizicii noastre fundamentale se bazează pe această lege.
Un nou studiu realizat de o echipă de fizicieni din diferite instituții sugerează că, chiar dacă s-a produs o pierdere subtilă de energie în primele zile ale universului, acest lucru ar putea explica natura energiei întunecate despre care vorbesc mulți oameni de știință astăzi. Autorii studiului adaugă că, este foarte posibil ca această scurgere, deși a încălcat o lege fundamentală, a încălcat-o atât de nesemnificativ, încât până la urmă nimeni nu ar fi observat-o.
Ipoteza este destul de îndrăzneață, trebuie remarcat. Dar aici este interesant să înțelegem ce a determinat exact cercetătorii către o astfel de ipoteză. Pentru a înțelege problema energiei întunecate și să încercați să o explicați, trebuie să vă întoarceți în 1917, anul în care Einstein a încercat să înțeleagă de ce universul este static și nu are tendința de a se micsora sau a se extinde. La acea vreme, această teorie era foarte populară.
Pentru a explica absența unei legături gravitaționale, Einstein a sugerat că trebuie să existe ceva în univers care să poată crea rezistență la gravitație la scară universală. Așa a apărut constanta cosmologică. Cu toate acestea, a abandonat această idee în 1929, când astronomul Edwin Hubble a văzut pentru prima dată semnele unui univers în expansiune, pe care l-a remarcat în calculele sale. La începutul anilor 90 ai secolului trecut, oamenii de știință au dovedit că Universul se extinde odată cu accelerația, iar constanta lui Einstein a devenit din nou relevantă. Astrofizicienii au ajuns să creadă că această constantă despre care a vorbit Einstein în lucrările sale în urmă cu câteva decenii, de fapt, a fost întotdeauna lucrul pe care îl numim astăzi energie întunecată.
Deci, ce este aceasta, energia întunecată? Într-un sens general, este considerată o constantă cosmologică, densitatea energetică neschimbătoare care apare și umple uniform spațiul Universului. Știm din mecanica cuantică că, de fapt, spațiul gol nu este niciodată gol - este umplut cu particule cuantice și energia care apare sub influența apariției și dispariției acestor particule. Iar unele dintre aceste particule pot avea putere repulsivă - acea energie foarte întunecată.
Poate cel mai controversat punct este faptul că cantitatea prevăzută de energie întunecată emergentă în cadrul acestui proces ar trebui să fie mai mare decât indicatorul prezentat în prezent, luând în considerare observarea extinderii Universului - până la 120 de ordine de mărime mai mult, pentru a fi mai precise. Acest lucru poate indica faptul că fie măsurăm acest volum în mod incorect, fie nu înțelegem deloc de unde provine exact energia întunecată.
Video promotional:
Noile cercetări sugerează că acesta din urmă este cel mai probabil scenariu și o nouă ipoteză este prezentată cu această ocazie. Ce se întâmplă dacă, la începutul apariției sale, universul a experimentat o scurgere de energie, iar această pierdere a stabilit ritmul pentru apariția energiei întunecate?
„În modelul nostru, energia întunecată este reprezentată de ceva care poate indica cantitatea de energie și impulsul pierdut în întreaga istorie a universului”, spune unul dintre cercetători, Alejandro Perez.
Centrul acestei ipoteze noi este un model alternativ de relativitate generală, la care Einstein a ajuns în anii 1910. Se numește modelul gravitației unimodulare. Potrivit acesteia, energia nu trebuie să fie conservată deloc. În același timp, cercetătorii spun că, atunci când aplicăm modelul gravitației unimodulare în calcule, valoarea constantei cosmologice este în mod ideal corelată cu acele observații conform cărora Universul nostru se extinde cu accelerația.
De asemenea, este important de menționat că acest model nu contravine în mod puternic înțelegerii noastre actuale despre univers. Deși dispariția energiei din Universul timpuriu va afecta schimbarea valorilor volumelor de energie întunecată, ea nu va afecta altceva, sau cel puțin nu va fi observată în experimentele noastre moderne.
„Energia substanței care compune materia poate fi transferată în câmpul gravitațional, iar această„ pierdere de energie”va acționa ca o constantă cosmologică - nu se va dilua ulterior odată cu extinderea universului”, spune Thibault Josse, un alt membru al echipei de cercetare.
„Având în vedere acest lucru, pierderea sau crearea de energie în trecutul îndepărtat ar putea avea consecințe grave astăzi și la un nivel complet diferit și la o scară mai mare.”
Aici apare însă întrebarea: dacă dispariția energiei nu are efecte asupra Universului, în afară de schimbarea valorii celei mai întunecate energii, atunci cum poate fi verificată corectitudinea sau incorecta acestei ipoteze? Aceasta este principala problemă.
„Propunerea noastră este foarte generală și orice schimbare în legea conservării energiei poate contribui la eficiența constantei cosmologice. De exemplu, ar putea pune noi constrângeri pe modelele fenomenologice în afara mecanicii cuantice”, spune Josse.
„Pe de altă parte, dovada directă a faptului că energia întunecată este alimentată de energie obișnuită care își schimbă starea pare dincolo de realitate, deoarece avem deja semnificația termenului lambda (este și o constantă cosmologică) și, în plus, suntem limitați numai ultima dată a evoluției (energia întunecată)”
În general, această ipoteză pare a fi ceea ce este până acum, ipoteză care nu a fost încă testată. Cu toate acestea, fizicienii spun că vor să-l investigheze mai detaliat pentru probabilități în viitor.
„Nu se pune problema niciunei certitudini. Dar această idee nouă pare să fie cel puțin interesantă și, prin urmare, merită atenție”, spune Lee Smolin, fizician teoretic la Institutul canadian de fizică teoretică din Waterloo, care nu a fost implicat în studiu.
NIKOLAY KHIZHNYAK
