Že desetletja znanstveniki zmedejo nad dejstvom, da se naše vesolje širi. Z logičnega vidika naj bi gravitacija med seboj pritegnila galaksije, toda opažanja iz devetdesetih so pokazala, da se Vesolje ne samo širi, temveč se širi s pospeševalnim trendom, kriva pa je tako imenovana temna energija.
Temna energija (da se ne meša s temno snovjo) je hipotetična sila, ki predstavlja do 68,3 odstotka vse energije v vesolju, ki ga je mogoče opazovati. In znanstveniki verjamejo, da ta energija potisne galaksije drug od drugega. Kljub temu pa številnim posrednim dokazom o njegovem obstoju še nihče ni mogel neposredno določiti prisotnosti temne energije ali vsaj ustrezno pojasniti, od kod prihaja.
Vendar je po novi hipotezi odgovor na to vprašanje dobesedno pred nosom. Po tej hipotezi je temna energija povsem običajna, če jo gledamo s stališča enega temeljnih zakonov vesolja, na katerega pogosto pozabimo, ko obravnavamo to vprašanje. Ta temeljni zakon je zakon ohranjanja energije. O njem govorijo že v srednji šoli. Z enostavnimi besedami pravi naslednje: energije ni mogoče samo ustvariti ali uničiti, ne more preprosto izginiti. Edino, kar lahko stori, je prehajanje iz enega stanja v drugo ali prehajanje iz enega telesa v drugo. Večina naše temeljne fizike temelji na tem zakonu.
Nova študija skupine fizikov iz različnih institucij kaže, da če bi celo v najzgodnejših dneh vesolja prišlo celo do subtilne izgube energije, bi to lahko razložilo naravo temne energije, o kateri danes govorijo mnogi znanstveniki. Avtorji študije dodajajo, da je povsem mogoče, da je to puščanje, čeprav je kršilo temeljni zakon, kršil tako nepomembno, da ga na koncu nihče ne bi opazil.
Hipoteza je precej drzna, treba je opozoriti. Toda tukaj je zanimivo razumeti, kaj točno je raziskovalce pripeljalo do takšne hipoteze. Da bi razumeli vprašanje temne energije in jo poskušali razložiti, se morate vrniti v leto 1917, v leto, ko je Einstein poskušal razumeti, zakaj je vesolje statično in se ne nagiba k širjenju ali širjenju. Takrat je bila ta teorija zelo priljubljena.
Da bi pojasnil odsotnost gravitacijske vezi, je Einstein predlagal, da mora biti v vesolju nekaj, kar bi lahko ustvarilo odpornost proti gravitaciji v univerzalnem merilu. Tako se je pojavila kozmološka konstanta. Vendar je opustil to idejo leta 1929, ko je astronom Edwin Hubble prvič zagledal znake razširjajočega se vesolja, ki jih je zapisal v svojih izračunih. V zgodnjih 90. letih prejšnjega stoletja so znanstveniki dokazali, da se Vesolje širi s pospeševanjem, Einsteinova stalnica pa je postala spet pomembna. Astrofiziki so verjeli, da je bila ta konstanta, o kateri je Einstein govoril v svojih delih pred nekaj desetletji, v resnici vedno stvar, ki ji danes pravimo temna energija.
Kaj je to, temna energija? Na splošno velja za kozmološko konstanto, nespremenljivo gostoto energije, ki nastaja in enakomerno zapolnjuje prostor Vesolja. Iz kvantne mehanike vemo, da v resnici prazen prostor nikoli ni prazen - napolnjen je s kvantnimi delci in energijo, ki se pojavi pod vplivom pojava in izginotja teh delcev. In nekateri od teh delcev imajo lahko odbojno moč - tisto zelo temno energijo.
Morda je najbolj sporna točka ta, da bi morala biti predvidena količina nastajajoče temne energije v okviru tega procesa večja od trenutno predstavljenega kazalca ob upoštevanju opazovanja širitve Vesolja - do 120 vrst več, če smo natančnejši. To lahko kaže, da bodisi napačno merimo to količino, bodisi sploh ne razumemo, od kod izvira natančno temna energija.
Promocijski video:
Nove raziskave kažejo, da je slednji najverjetnejši scenarij, ob tej priložnosti pa se postavlja nova hipoteza. Kaj, če je vesolje že zgodaj ob svojem pojavu doživelo nekaj uhajanja energije in je ta izguba postavila tempo za nastanek temne energije?
"V našem modelu je temna energija predstavljena z nečim, kar lahko kaže na količino energije in zagon, ki je bil izgubljen v celotni zgodovini vesolja," pravi eden od raziskovalcev Alejandro Perez.
Osrednja točka te nove hipoteze je alternativni model splošne relativnosti, do katerega je prišel Einstein v 1910-ih. Imenuje se unimodularni gravitacijski model. Po njenem mnenju energije sploh ni treba varčevati. Hkrati raziskovalci trdijo, da je pri uporabi modela nimodularne gravitacije pri izračunih vrednost kozmološke konstante v idealni povezavi s tistimi opazovanji, v skladu s katerimi se naše vesolje širi s pospeševanjem.
Pomembno je tudi omeniti, da ta model ni nujno v nasprotju z našim trenutnim razumevanjem vesolja. Čeprav bo izginotje energije v zgodnjem Vesolju vplivalo na spremembo vrednosti volumnov temne energije, to ne bo vplivalo na nič drugega ali pa vsaj ne bo opazno v naših sodobnih poskusih.
"Energijo snovi, ki sestavlja materijo, lahko prenesemo v gravitacijsko polje, ta" izguba energije "pa bo delovala kot kozmološka konstanta - pozneje se s širjenjem vesolja ne bo razredčila," pravi Thibault Josse, drug član raziskovalne skupine.
"Glede na to bi izguba ali ustvarjanje energije v daljni preteklosti lahko imelo resne posledice danes in na povsem drugi ravni in v širšem obsegu."
Tu pa se postavlja vprašanje: če izginotje energije nima vpliva na Vesolje, razen spremembe vrednosti same temne energije, kako potem preveriti pravilnost ali napačnost te hipoteze? To je glavna težava.
„Naš predlog je zelo splošen in vsaka sprememba zakona o varčevanju z energijo bo verjetno prispevala k učinkovitosti kozmološke konstante. Na primer, to bi lahko postavilo nove omejitve glede fenomenoloških modelov zunaj kvantne mehanike, pravi Josse.
"Po drugi strani se neposredni dokazi, da temno energijo poganja navadna energija, ki spreminja njeno stanje, zdijo zunaj resničnosti, saj že imamo vrednost izraza lambda (je tudi kozmološka konstanta), poleg tega pa smo omejeni samo zadnji čas njenega (temne energije) evolucije."
Na splošno se zdi ta hipoteza takšna, kot je doslej, hipoteza, ki še ni bila preizkušena. Vendar pa fiziki pravijo, da ga želijo podrobneje raziskati, ali bodo v prihodnosti verjetnosti.
"Ni vprašanja o gotovosti. Toda ta nova ideja se zdi vsaj zanimiva in zato zasluži pozornost, "pravi Lee Smolin, teoretični fizik s kanadskega inštituta za teoretično fiziko v Waterlou, ki ni bil vključen v študijo.
NIKOLAY HIZHNYAK
