Η Σκοτεινή Ενέργεια, η μυστηριώδης δύναμη που θεωρητικά οδηγεί την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος, μπορεί να μην υπάρχει στην πραγματικότητα, όπως υποστηρίζουν ορισμένοι επιστήμονες. Η έρευνα τους έθεσε υπό αμφισβήτηση έναν από τους ακρογωνιαίους λίθους της σύγχρονης Κοσμολογίας.
Σε μια νέα μελέτη, οι ερευνητές ανέλυσαν δεδομένα από την έρευνα Pantheon+, το πληρέστερο σύνολο δεδομένων των υπερκαινοφανών τύπου Ia, των οποίων η σταθερή φωτεινότητα επιτρέπει στους αστρονόμους να μετρήσουν τις αποστάσεις σε όλο το Σύμπαν με απίστευτη ακρίβεια. Η ανάλυσή τους υποδηλώνει ότι αυτό που αντιλαμβανόμαστε ως επιτάχυνση μπορεί να είναι μια ψευδαίσθηση που προκαλείται από τη μεγάλης κλίμακας δομή του Σύμπαντος.
Οι υπερκαινοφανείς τύπου Ia, οι εκρηκτικοί θάνατοι λευκών νάνων αστέρων, αποτελούν εδώ και καιρό ένα από τα πιο ισχυρά εργαλεία της Κοσμολογίας. Αυτά τα αστρικά γεγονότα συμβαίνουν όταν ένας λευκός νάνος προσαυξάνει αρκετό υλικό από ένα συνοδό άστρο για να προκαλέσει θερμοπυρηνική έκρηξη. Επειδή οι υπερκαινοφανείς τύπου Ia παράγουν σταθερή μέγιστη φωτεινότητα, η μέτρηση της φωτεινότητάς τους όταν παρατηρούνται από τη Γη μπορεί να αποκαλύψει πόσο μακριά βρίσκονται.
«Οι υπερκαινοφανείς τύπου Ια είναι εξαιρετικά πολύτιμοι στην αστρονομία, καθώς λειτουργούν ως τυποποιημένα κεριά με τα οποία μπορούμε να μετρήσουμε τεράστιες αποστάσεις στο Σύμπαν», λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Zachary Lane, ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Canterbury στη Νέα Ζηλανδία.
Συνδυάζοντας αυτές τις πληροφορίες για την απόσταση με την ερυθρομετατόπιση των υπερκαινοφανών, δηλαδή την επέκταση του φωτός σε ερυθρότερα μήκη κύματος λόγω της διαστολής του Σύμπαντος, οι επιστήμονες χαρτογράφησαν την ανάπτυξη του Σύμπαντος με την πάροδο του χρόνου. Πριν από δεκαετίες, οι ερευνητές αξιοποίησαν αυτή τη μέθοδο για να δείξουν ότι η διαστολή του Σύμπαντος επιταχύνεται, μια ανακάλυψη που οδήγησε στην υπόθεση της Σκοτεινής Ενέργειας - μιας μυστηριώδους, αόρατης δύναμης που πιστεύεται ότι διαπερνά το Διάστημα και προκαλεί αυτή την επιτάχυνση.
Το σύνολο δεδομένων Pantheon+ είναι η πιο εκτεταμένη και ακριβής συλλογή υπερκαινοφανών τύπου Ia που έχει συγκεντρωθεί ποτέ. Εκτείνεται σε δεκαετίες παρατηρήσεων τόσο από επίγεια όσο και από διαστημικά τηλεσκόπια και περιέχει δεδομένα για 1500+ σουπερνόβα σε όλο το χωροχρόνο.
Διαβάστε επίσης
«Κατά τη στιγμή αυτής της μελέτης, το φασματοσκοπικό σύνολο δεδομένων Pantheon+ Type Ia Supernovae ήταν η μεγαλύτερη και πιο παρθένα συλλογή αμιγώς υπερκαινοφανών τύπου Ia», δήλωσε ο Lane.
Η ακρίβεια και το μέγεθος του συνόλου των δεδομένων το καθιστούν χρυσωρυχείο για τον έλεγχο κοσμολογικών μοντέλων. Οι λεπτομερείς καταγραφές της φωτεινότητας και της μετατόπισης προς το ερυθρό προσφέρουν απαράμιλλες γνώσεις σχετικά με το πώς εξελίχθηκε το Σύμπαν, παρέχοντας ένα κρίσιμο πεδίο δοκιμών για εναλλακτικές θεωρίες έναντι του καθιερωμένου κοσμολογικού μοντέλου.
Αν και η υπόθεση της Σκοτεινής Ενέργειας εξηγεί ένα μεγάλο μέρος της παρατηρούμενης επιτάχυνσης στο Σύμπαν, ανέκαθεν έφερε έναν αέρα μυστηρίου. Η Σκοτεινή Ενέργεια δεν έχει ποτέ ανιχνευθεί άμεσα, ούτε έχει εξηγηθεί θεωρητικά η προέλευσή της, γεγονός που ώθησε ορισμένους επιστήμονες να διερευνήσουν άλλες εξηγήσεις. Η νέα μελέτη στοχεύει σε μια βασική υπόθεση του καθιερωμένου μοντέλου: ότι το Σύμπαν είναι ομοιογενές και ισότροπο σε μεγάλες κλίμακες, που σημαίνει ότι φαίνεται το ίδιο προς κάθε κατεύθυνση και από κάθε σημείο.
Αυτή η υπόθεση στηρίζει την ανάγκη για την ύπαρξη Σκοτεινής Ενέργειας προκειμένου να εξηγηθεί η διαστολή του Σύμπαντος. Ωστόσο, ο Lane και οι συνάδελφοί του δοκίμασαν μια εναλλακτική ιδέα που ονομάζεται μοντέλο Timescape, το οποίο υποδηλώνει ότι η φαινομενική επιτάχυνση θα μπορούσε να είναι υποπροϊόν κοσμικών δομών όπως τα κενά: τεράστιες, σχεδόν κενές περιοχές του χώρου μεταξύ σμηνών γαλαξιών.
Το καθιερωμένο μοντέλο της Κοσμολογίας βασίζεται στην υπόθεση ότι το Σύμπαν είναι ομοιόμορφο και χωρίς χαρακτηριστικά σε μεγάλες κλίμακες και ότι οι κοσμικές δομές δεν επηρεάζουν σημαντικά την εξέλιξη του. Το Timescape εγκαταλείπει αυτές τις υποθέσεις και διαπιστώνει ότι η φαινομενική επιτάχυνση του Σύμπαντος είναι αποτέλεσμα της ανατροφοδότησης μεταξύ των κοσμικών δομών.
Λόγω της αραιής ύλης και της βαρύτητάς τους, τα κενά διαστέλλονται ταχύτερα από τα πυκνότερα μέρη του Σύμπαντος, όπως τα σμήνη γαλαξιών. Σύμφωνα με το μοντέλο timescape, η κυριαρχία αυτών των κενών στο κοσμικό τοπίο θα μπορούσε να εξηγήσει την παρατηρούμενη επιτάχυνση χωρίς την ανάγκη ύπαρξης της Σκοτεινής Ενέργειας.
Η ομάδα ανέλυσε το σύνολο δεδομένων Pantheon+ και διαπίστωσε ότι τα αποτελέσματά της ευθυγραμμίζονται εντυπωσιακά καλά με το μοντέλο του χρονοδιαγράμματος και σε ορισμένες περιπτώσεις ξεπέρασαν ακόμη και το πρότυπο κοσμολογικό μοντέλο.
Διαβάστε επίσης
«Όταν εξετάζουμε κάθε σουπερνόβα, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που βρίσκονται πολύ κοντά μας στον Γαλαξία μας, οι οποίες θα μπορούσαν να επηρεαστούν από τοπικές δομές, βρίσκουμε πολύ ισχυρή προτίμηση υπέρ του μοντέλου Timescape», δήλωσε ο Lane. Όταν οι σουπερνόβα στο κοντινό Σύμπαν εξαιρέθηκαν για να ληφθούν υπόψη οι τοπικές διαφορές, τα στοιχεία παρέμειναν ενθαρρυντικά, αντανακλώντας τα ευρήματα της Έρευνας Σκοτεινής Ενέργειας (DES).
Τα αποτελέσματα αυτά θέτουν σε άμεση αμφισβήτηση την αναγκαιότητα ύπαρξης της Σκοτεινής Ενέργειας. «Η σταθερή εύρεση μέτριων ή ισχυρότερων ενδείξεων για ένα κοσμολογικό μοντέλο χωρίς τη Σκοτεινή Ενέργεια χρησιμοποιώντας μια από τις πιο ιστορικά σημαντικές μεθόδους παρατήρησης είναι μια συναρπαστική προοπτική που πρέπει να εξεταστεί για το μέλλον της κοσμολογίας», δήλωσε ο Lane.
Παρόλο που τα ευρήματα είναι συναρπαστικά, ο Lane επισήμανε ότι χρειάζεται περαιτέρω έρευνα για να εδραιωθεί η υπόθεση του timescape. «Αν και πρέπει να ληφθούν υπόψη και άλλοι παράγοντες για να καθιερωθεί περισσότερο στην κοινότητα της Κοσμολογίας, αποδεικνύεται μια πολλά υποσχόμενη αρχική δοκιμή».
Στο μέλλον, η ομάδα σχεδιάζει να συνδυάσει το σύνολο δεδομένων του Pantheon+ με δεδομένα από την Έρευνα Σκοτεινής Ενέργειας και τις ακουστικές ταλαντώσεις των βαρυονίων, μοτίβα στην κατανομή των γαλαξιών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως άλλος κοσμικός χάρακας. Οι αστρονόμοι διεξάγουν επίσης προσομοιώσεις του τρόπου με τον οποίο τα κενά διαστέλλονται στο πλαίσιο της Γενικής Σχετικότητας και διερευνούν πώς αυτά τα φαινόμενα εφαρμόζονται στο σχηματισμό και την εξέλιξη των γαλαξιών.
*Η κεντρική εικόνα αποτελεί δημιουργία του Imagen 3 για το Techgear.gr
[via]
