Cosmologii și fizicienii de la Institutul de fizică teoretică al Academiei Ruse de Științe au sugerat că discrepanțele din rata de expansiune a Universului, calculate din exploziile de supernove și „ecouri” ale Big Bang-ului, pot fi explicate prin faptul că energia întunecată este instabilă și se transformă treptat în materie întunecată, potrivit unui articol publicat în jurnal MNRAS.
„Dacă Einstein are dreptate 100%, atunci energia întunecată este neschimbătoare și veșnică. Dar dacă e doar, să zicem, 99,99% nu? Există atât de multă energie întunecată în natură, încât chiar și o fracțiune nesemnificativă a acesteia în cei 14 miliarde de ani care au trecut de la Big Bang, dezintegrată în particule elementare cunoscute, inclusiv fotoni, ar fi o nouă sursă colosală de energie utilă omenirii - spune Alexei Starobinsky de la ITF RAS, ale cărui cuvinte sunt citate de serviciul de presă al institutului.
Fapte întunecate ale Universului
În 1929, celebrul astronom Edwin Hubble a dovedit că Universul nostru nu stă nemișcat, ci se extinde treptat, observând mișcarea galaxiilor departe de noi. La sfârșitul secolului XX, astrofizicienii au descoperit, observând supernovele de tip I, că nu se extinde la o viteză constantă, ci cu accelerație. Motivul acestui lucru, așa cum cred astăzi oamenii de știință, este „energia întunecată” - o substanță misterioasă care acționează asupra materiei ca un fel de „antigravitate”.
În iunie 2016, laureatul Nobel Adam Reiss și colegii care au descoperit acest fenomen au calculat rata exactă de extindere a universului astăzi folosind stele ceheid variabile în galaxiile din apropiere, distanța până la care poate fi calculată cu o precizie ultra-înaltă.
Acest rafinament a dat un rezultat extrem de neașteptat - s-a dovedit că două galaxii, despărțite de o distanță de aproximativ 3 milioane de ani lumină, se împrăștie cu o viteză de aproximativ 73 de kilometri pe secundă. O astfel de cifră este vizibil mai mare decât datele obținute cu telescoapele orbitale WMAP și Planck - 69 de kilometri pe secundă și nu poate fi explicată folosind ideile noastre despre natura energiei întunecate și mecanismul nașterii Universului.
Aceste discrepanțe i-au făcut pe oamenii de știință, inclusiv academicianul Starobinsky, să se gândească la două moduri posibile de a explica această anomalie. Pe de o parte, este foarte posibil ca măsurătorile de la Planck sau Riesz și colegii săi să fie eronate sau incomplete. Pe de altă parte, este destul de admisibil faptul că proprietățile materiei întunecate sau ale energiei întunecate s-au schimbat vizibil în timpul vieții Universului, ceea ce ar putea schimba rata de extindere a acestuia.
Video promotional:
Cea mai simplă și mai logică variantă a unor astfel de schimbări, așa cum sugerează Starobinsky și colegii săi, este natura instabilă a energiei întunecate sau a materiei întunecate. Idei similare, după cum observă academicianul, au fost deja prezentate de oamenii de știință sovietici la mijlocul anilor 1930, dar au presupus apoi că substanțele „întunecate” ar trebui să se descompună în forme vizibile ale materiei.
Sfârșitul eternității cosmologice
Acum cosmologii ruși cred că descompunerea particulelor lor duce la formarea de noi componente „întunecate” ale Universului. În acest caz, degradarea lor nu este afectată de condițiile externe, inclusiv de rata de expansiune actuală a universului, de vârsta sa și de alte caracteristici, ci doar de proprietățile interne ale materiei întunecate și de energie, ca urmare a cărora rata de expansiune a Universului și a celorlalte proprietăți ale acestuia, în funcție de raportul dintre părțile lor în univers se va schimba fără probleme.
Astfel de degradări, după cum explică fizicianul, pot merge în trei moduri - ca urmare a unui proces similar cu distrugerea nucleelor de elemente instabile „obișnuite”, transformarea directă a energiei întunecate în materie întunecată și transformarea energiei întunecate în „radiații întunecate” - un flux de particule ușoare și particulare” fotoni întunecați care nu interacționează cu materia vizibilă.
„Analiza a arătat că al doilea model mai bun decât celelalte permite explicarea atât a parametrilor cosmologici existenți ai Universului observat, cât și a evoluției sale în trecut. De aici rezultă că timpul de înjumătățire a energiei întunecate prin acest canal este de cel puțin 17 ori mai mare decât vârsta Universului. Cu alte cuvinte, dacă se produce descompunerea energiei întunecate în materie întunecată, atunci trece foarte încet”, continuă Starobinsky.
Un astfel de scenariu, după cum remarcă omul de știință, descrie bine discrepanțele ratelor de expansiune ale Universului care au fost descoperite de Riess și echipa lui, precum și date similare obținute ca parte a proiectului BOSS, care vizează căutarea urmelor de Big Bang în distribuirea galaxiilor în Univers.
Dacă aceste date sunt confirmate în viitorul apropiat, ele pot fi considerate o confirmare a modelului lui Starobinsky și a colegilor și primele dovezi că materia întunecată nu este constantă și stabilă, așa cum este postulat de modelul cosmologic standard.
