Jedna z największych zagadek kosmicznych jest coraz bliższa wyjaśnienia: Ciemna energia sprawiająca, że wszechświat rozszerza się, dała o sobie znać zaraz po Wielkim Wybuchu
Gdyby we wszechświecie oddziaływała tylko siła grawitacji, od pewnego momentu po Wielkim Wybuchu powinien on kurczyć się coraz bardziej. Ale dzieje się wprost przeciwnie, wszechświat nie tylko rozszerza się nieustannie, ale w dodatku następuje to coraz szybciej. Dlaczego? Fenomen ten fascynuje uczonych od lat. Teoretycy kosmologii uznali, że przyczyną takiego stanu może być tak zwana ciemna energia, energia próżni, siła działająca odwrotnie niż grawitacja. Ale dotychczas były to jedynie teoretyczne rozważania, na podstawie których konstruowano hipotetyczne kosmologiczne modele. Dopiero teraz uczeni nieco uchylają rąbka tajemnicy.
O tym, że ciemna energia nie jest zjawiskiem stosunkowo nowym we wszechświecie, ale w zasadzie tak starym jak on sam, przekonali się naukowcy amerykańscy. Doszli do takiego wniosku, porównując stare gwiazdy supernowe z supernowymi odkrytymi niedawno przez teleskop kosmiczny Hubble. Zespołem astrofizyków z Uniwersytetu Johns Hopkins w Baltimore (w stanie Maryland) kierował prof. Adam Riess.
Pochodnie w kosmosie
Astrofizycy z Baltimore analizowali zdjęcia 24 znanych supernowych, zarówno tych znajdujących się na najodleglejszych krańcach kosmosu, jak i tych bliższych. Większość spośród obserwowanych obiektów została odkryta w ciągu ostatnich dwóch lat. Supernowe są masywnymi gwiazdami, które osiągnęły końcowe stadium rozwoju i wybuchają w potężnym rozbłysku; są to swego rodzaju "pochodnie w kosmicznej ciemności", astrofizycy traktują je jak markery służące do pomiarów ekspansji wszechświata i szybkości tego procesu. Analizując dane o supernowych - jedynie takie wyjątkowo jasne obiekty można zaobserwować na krańcach wszechświata - naukowcy doszli do wniosku, że ciemna energia działa w zasadzie od początku świata, skoro zdążyła "popchnąć" teobiekty w rejony, skąd światło dociera miliardy lat, i skoro te najdalsze są uderzająco podobne do tych bliższych, ich jasność nie maleje z wiekiem i z odległością przebywaną przez światło.
Odkrycie jest istotne, ponieważ przeczy dotychczasowej teorii, według której intensywność, natężenie ciemnej energii powinno się zmieniać wraz z upływem czasu i w miarę przemierzanej przestrzeni w zależności od gęstości zwyczajnej materii napotykanej po drodze. Tymczasem tak nie jest, skoro jasność supernowych sprzed dziewięciu miliardów lat jest uderzająco podobna do jasności tych najmłodszych odkrytych ostatnio przez teleskop Hubble.
Pochopnie porzucona teoria
- Mimo że ciemna energia stanowi ponad 70 proc. wszechświata,wiedza o niej jest na razie bardzo ograniczona - przypomina prof. Adam Riess. - Nasze najnowsze odkrycie wskazuje, że to, co nazywamy ciemną energią, było obecne co najmniej dziewięć miliardów lat temu; właśnie wtedy to coś dało o sobie znać, dało się odczuć, od tego momentu ekspansja wszechświata uległa przyspieszeniu - wyjaśnia prof. Riess. (Obecnie astrofizycy oceniają wiek wszechświata na około 13,5 - 13,7 mld lat.). Należy on do tych badaczy, którzy w 1998 roku ogłosili możliwość istnienia tej tajemniczej energii działającej odwrotnie niż grawitacja.
W ten sposób zaprzeczali obowiązującej wówczas hipotezie mówiącej o tym, że pod wpływem siły grawitacji, po fazie ekspansji, jaka nastąpiła po Big Bangu, wszechświat wejdzie w przeciwną fazę kurczenia się, która zakończy się odwrotnościąWielkiego Wybuchu, czyli Wielkim Kollapsem. Odkrycie ciemnej energii dowodzi jednocześnie, jak bardzo przenikliwym uczonym był Albert Einstein. Blisko sto lat temu pierwszy wysunął on hipotezę zakładającą istnienie "siły odpychającej" w przestrzeni kosmicznej. Za pomocą tej "stałej kosmologicznej" wielki uczony usiłował wytłumaczyć równowagę panującą we wszechświecie mimo działania siły grawitacji. Jego zdaniem bez istnienia siły działającej przeciwnie grawitacja doprowadziłaby do implozji wszechświata, czyli Wielkiego Kollapsu. Einstein zarzucił tę hipotezę, jednak teraz okazuje się, że postąpił pochopnie, bo była słuszna.
Hipotetyczna forma energii
W teorii kosmologicznej ciemna energia wypełnia przestrzeń i wywiera ujemne ciśnienie, działa odwrotnie niż grawitacja. Jest to pojęcie wprowadzone po to, aby wyjaśnić przyspieszoną ekspansję kosmosu, zjawisko przyspieszonej ucieczki galaktyk. Od 1998 roku wiadomo, na podstawie pomiarów odległych gwiazd supernowych, że tempo rozszerzania się wszechświata stale rośnie, w dodatku w taki sposób, jak przewidywały modele astrofizyczne. W roku 2003 przeprowadzono kolejne badania nad promieniowaniem pochodzącym z kosmosu; w rezultacie ustalono, że część promieniowania jest bardziej energetyczna, niż zakładano, co zinterpretowano jako przejaw działania ciemnej energii. Nie uzgodniono jednak wspólnego stanowiska w kwestii podstawowej, mianowicie, czym jest ciemna energia. Jedni uznają ją za tak zwaną energię próżni, inni za nieznane kwantowe pole sił.
ŻRÓDŁO-www.rzeczpospolita.pl
