Čo sa to deje s temnou energiou? Jej nečakané správanie vyvoláva otázky o zániku vesmíru

Článok pripravil technologický magazín Živé.sk.

Špeciálny spektroskop DESI, ktorého účelom je poodhaliť identitu a vlastnosti záhadnej temnej energie, priniesol prvé ovocie už po roku svojej činnosti. Poskytol dáta, z ktorých vzišla doposiaľ s odstupom najväčšia a najpresnejšia 3D mapa vesmíru zachytávajúca premeny kozmu do obdobia pred 11 miliardami rokov.

Ako informuje séria vedeckých článkov v časopisoch Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, z nových dát vyplýva, že zrýchľovanie rozpínania vesmíru spomalilo. To má zásadný dopad na naše chápane temnej energie, ktorá tento proces poháňa, ako aj konečného osudu vesmíru.

Zdroj „odpudzovania“

Už viac ako sto rokov vieme, že vesmír sa od veľkého tresku pred asi 13,8 miliardy rokmi rozpína. Koncom 90. rokov minulého storočia však astronómov šokovalo zistenie, že tento proces v posledných miliardách rokov zrýchľuje.

Vedci očakávali presný opak. Gravitácia normálnej i temnej hmoty mala rozpínanie eventuálne zabrzdiť. Očividne však existuje nejaká súčasť vesmíru, ktorá pôsobí presne opačne ako tiaž.

Tento bližšie neznámy zdroj „kozmického odpudzovania“ dnes nazývame temná energia. Podarilo sa stanoviť, že na ňu pripadá približne 70 % hmoty-energie vesmíru a že približne 6 miliárd rokov po veľkom tresku spôsobila výrazné zrýchlenie rozpínania kozmu.

Ohľadom identity a vlastností temnej energie však dnes tápeme v zásade rovnako ako pred dvadsiatimi rokmi.

3fotky v galérii Nová 3D mapa vesmíru. Zdroj: DESI Collaboration

Lovec temnej energie

Aby sa to zmenilo, výskumníci skonštruovali špeciálny nástroj na výskum temnej energie DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument).

Pozor Aktualita: Princ Harry je doma v Británii, chorého otca nestretne, uviedol jeho hovorca. Dôvod? Kráľ nemá čas...

Tvorí ho súbor spektrografov čerpajúci dáta z optických vláken, ktoré polohuje 5 000 počítačmi ovládaných robotov. Astronómovia ho pripevnili na vrchol vesmírneho ďalekohľadu v Národnom observatóriu Kitt Peak v Arizone.

Hoci nástroj spustili iba pred rokom, už prvých dvanásť mesiacov z plánovaného päťročného prieskumu poskytlo dostatok dát na vytvorenie rekordne rozsiahlej a presnej 3D mapy nášho vesmíru.

Prečítajte si tiež:

Zachytáva 5,5 milióna galaxií a 450-tisíc kvazarov, čiže obrovských, extrémne ďalekých a extrémne jasných zárodkov budúcich kôp galaxií. Vďaka pozorovaniu mimoriadne ďalekých objektov zobrazuje vesmír do obdobia pred 11 miliardami rokov, čo vedcom dovoľuje presne zmerať tempo jeho rozpínania.

Zaujímavá odchýlka

„Merali sme polohu galaxií nielen v priestore, ale aj v čase, pretože čím sú vzdialenejšie, tým sa pri ich pozorovaní vraciame hlbšie do minulosti,“ uviedol jeden z vedúcich výskumníkov tímu Arnaud de Mattia.

Výskumníkov zaskočilo, že vesmír sa posledné miliardy rokov evidentne rozpína pomalšie, ako očakávali. Inak povedané: zrýchľovanie rozpínania vesmíru spomalilo.

V článku sa ďalej dočítate:

Čo nové pozorovania vypovedajú o povahe temnej energie.
Prečo spochybňujú dominantnú predstavu o zániku vesmíru.
Aké alternatívy môžu byť reálnejšie.
Ako môžu nové dáta spochybniť samotnú existenciu temnej energie.
Koľko práce odvedie nástroj DESI počas nasledovných štyroch rokov.

Keďže rozpínanie vesmíru poháňa temná energia, toto pozorovanie má zásadný dopad na naše chápanie temnej energie.

„Zatiaľ v zásade vidíme zhodu s naším základným modelom vesmíru, no všimli sme si aj niektoré potenciálne zaujímavé rozdiely, ktoré by mohli naznačovať, že temná energia sa vyvíja v čase,“ dodáva člen výskumného tímu Lawrence Berkeley. „Je možné, že správanie temnej energie je premenlivé,“ dodáva de Mattia.

Pozor Aktualita: V noci sa môže tvoriť hmla. V dolinách hrozí prízemný mráz

Ako skončí vesmír?

Ak schopnosť temnej energie poháňať rozpínanie kozmu skutočne poľavuje, musíme prehodnotiť nielen náš pohľad na temnú energiu, ale aj konečný osud vesmíru.

Doposiaľ sa väčšina fyzikov nazdávala, že zrýchľovanie expanzie kozmu zhruba o 20 miliárd rokov nadobudne ničivé tempo. Najprv rozmetá kopy galaxií, neskôr samotné galaxie a planetárne systémy, a napokon akúkoľvek hmotu vrátane elementárnych častíc. Tento scenár sa označuje ako veľké roztrhanie (angl. Big Rip).

Prečítajte si tiež:

„Oslabenie“ temnej energie by mohlo znamenať, že vesmír zanikne úplne odlišne. Buď sa v priebehu triliónov a triliónov rokov úplne rozptýli a zamrzne (angl. Big Freeze), alebo sa rozpínanie nielen spomalí, ale úplne zvráti a kozmos sa zrúti do jediného bodu. Predstavte si veľký tresk, ale prebiehajúci spätne v čase.

3fotky v galérii Nástroj DESI určený na výskum temnej energie. Zdroj: DESI Collaboration

Padne temná energia?

Spomalenie zrýchľovania vesmírnej expanzie má taktiež širšie dopady na naše elementárne chápanie vesmíru.

Podľa vedcov môže znamenať, že koncept temnej energie bude potrebné nahradiť napríklad nejakým fyzikálnym poľom spojeným s akousi zatiaľ neznámou časticou.

Dokonca by mohlo viesť k doplneniu či úprave rovníc teórie relativity, „aby na úrovni veľkých kozmických štruktúr fungovala trochu inak,“ konštatuje Arnaud de Mattia.

Prečítajte si tiež:

DESI sa len rozbieha

„História vedy je ale plná príkladov, keď sa pozorované odchýlky časom podarilo vyriešiť,“ pripomína De Mattia.

Pozor Aktualita: Na Kysuciach sa zrazil vlak s osobným autom

Vedec jedným dychom pripomína, že zistenú odchýlku v tempe rozpínania vesmíru budú musieť overiť a potvrdiť ďalšie pozorovania vrátane pokračujúcich pozorovaní nástrojom DESI. Ten by mal počas nasledovných štyroch rokov spracovať takmer sedemnásobne viac dát ako počas prvých dvanástich mesiacov, a celkovo zmapovať 37 miliónov galaxií a 3 milióny kvazarov.