Tamsiosios energijos paslaptis gali būti išspręsta: mokslininkai rado netikėtą paaiškinimą, keičiantį viską

Pastaruoju metu fizikai vis dažniau ima abejoti nusistovėjusia tamsiosios energijos samprata. Naujausi rezultatai rodo, kad Visata plečiasi ne taip, kaip prognozuoja dabartiniai matematiniai modeliai. Kitaip tariant, tamsioji energija gali kisti laikui bėgant, o tai iš esmės pakeistų mūsų supratimą apie Visatos plėtimąsi ir kosmologiją apskrita

Nauja fiziko dr. Slavos Turyshevo publikacija siūlo alternatyvų paaiškinimą: galbūt problema slypi ne pačioje tamsiojoje energijoje, o mūsų matavimuose. Jis atkreipia dėmesį į galimas paklaidas matuojant kai kuriuos kosmologinius objektus, pavyzdžiui, supernovas.

Diskusijas paskatino Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) antrojo duomenų rinkinio (DR2) paskelbimas. Ankstesniuose darbuose pastebėta, kad naujieji DESI galaktikų žemėlapiai nesutampa su kosminio mikrobangų fono – Didžiojo sprogimo liekanos – duomenimis. Vienas iš galimų šio neatitikimo paaiškinimų buvo toks: tamsioji energija „evoliucionuoja“, t. y. per milijardus metų stiprėja arba silpnėja.

Dr. Turyshevas ragina neskubėti daryti tokių išvadų. Jo teigimu, „nepaprasti teiginiai reikalauja nepaprastų įrodymų“, o čia esama ir kur kas paprastesnio galimo paaiškinimo – sistemingų paklaidų matuojant supernovų ryškį.

Jei mūsų supernovų šviesio matavimai suklysta vos 0,02 ryškio (magnitude) vieneto, tai jau gali paaiškinti nesutapimą tarp DESI DR2 ir kosminio mikrobangų fono rezultatų.

Supernovos plačiai naudojamos kaip „standartinės žvakės“ – atskaitos taškai, pagal kuriuos kosmologiniais masteliais matuojami atstumai. Todėl ypač svarbu itin tiksliai žinoti jų tikrąjį ryškį. Dr. Turyshevas, kaip ir daugelis kitų astrofizikų, abejoja, ar dabartiniai teleskopai yra pakankamai tikslūs šiam uždaviniui.

Kita galima paklaidų šaltinio sritis – vadinamasis „kosminis liniuotis“. Jis grindžiamas vadinamuoju garso horizontu – atstumu, kurį ankstyvojoje Visatoje karštos plazmos telkiniai spėjo nueiti sklisdami garso greičiu. Šie banginiai reiškiniai, žinomi kaip barioninės akustinės osciliacijos, truko maždaug 380 000 metų, kol Visata atvėso tiek, kad galėtų susidaryti pirmieji atomai ir bangos tarsi „užšalo“.

Šis iš ankstyvosios Visatos „užfiksuotas“ atstumas naudojamas kaip patogus kosminis matavimo vienetas, pagal kurį vertinami atstumai iki kitų objektų. Tačiau ir čia bet kokios, net ir labai nedidelės, matavimo paklaidos vėliau gali išaugti į pastebimus neatitikimus tarp skirtingų kosmologinių duomenų rinkinių.

Siekdamas sumažinti šias neapibrėžtis, dr. Turyshevas siūlo taikyti vadinamąjį Alcocko–Paczynskio (AP) diagnostikos metodą. Tai – matematinis triukas, leidžiantis tikrinti Visatos geometriją ir plėtimąsi, nesiremiant garso horizontu kaip atskaitos tašku. Šis būdas priklauso ne nuo vieno ankstyvosios Visatos parametro, o nuo stebimų objektų formos iškraipymų, todėl yra mažiau jautrus tam tikroms sisteminėms paklaidoms.

Jei taikant šiuos patikrinimus vis tiek matytume, kad tamsioji energija laikui bėgant tarsi „banguoja“, dr. Turyshevas siūlo kelis galimus paaiškinimus.

Vienas jų – jo paties pasiūlytas naujas modelis, vadinamas vėlyvosios sąveikaujančios „atšilėjos“ (angl. Late-Transition Interacting Thawer, LTIT) modeliu. Jame tamsioji energija laikoma lyg ir „įšalusia“ pirmuosius Visatos egzistavimo etapus, o vėliau tam tikru metu ji pradeda „atšilti“ ir vis stipriau sąveikauti su materija. Šią sąveiką mes ir matytume kaip spartėjantį Visatos plėtimąsi.

Kitas galimas scenarijus vadinamas „fantominio perėjimo“ (angl. Phantom Crossing) hipoteze. Joje numatoma, kad tamsioji energija ateityje gali tapti neįprastai galinga, pereidama į vadinamąją „fantominę“ būseną. Tokia energija darytų dar stipresnį poveikį Visatos plėtimui, negu prognozuoja dabartiniai modeliai.

Jei „fantominio perėjimo“ scenarijus pasitvirtintų, dr. Turyshevo teigimu, tektų kurti visiškai naują fizikos teorinį pagrindą, nes tokių reiškinių nepaaiškina dabartinis standartinis modelis.

Kol kas apie tamsiąją energiją ir jos savybes žinome labai nedaug – tai tebėra didelė kosmologijos mįslė. Vis dėlto naujų duomenų sparčiai daugėja. Europos kosminė observatorija „Euclid“ neseniai paskelbė pirmąjį savo duomenų rinkinį, kurį astrofizikai jau nuodugniai analizuoja, tikėdamiesi geriau suprasti šią paslaptingą Visatos sudedamąją dalį.

Tuo pat metu DESI instrumentas ir toliau renka naujus duomenis. Trečiajame duomenų rinkinyje turėtų atsirasti informacija, surinkta per pirmuosius trejus pagrindinio stebėjimų etapo metus. Tikimasi, kad šie duomenys bus paskelbti artimiausiu metu ir padės dar tiksliau palyginti įvairius Visatos plėtimosi scenarijus bei įvertinti, ar tamsioji energija iš tiesų kinta, ar dabartiniai „neatitikimai“ tėra mūsų matavimo klaidos.