Przyspieszona ekspansja Wszechświata mogła zwolnić
Wszechświat nadal rozszerza się w coraz szybszym tempie, ale ostatnio mógł zwolnić w porównaniu z okresem sprzed kilku miliardów lat, wskazują na to wyniki najdokładniejszego jak dotąd pomiaru jego ewolucji.
Jak tłumaczą astronomowie, chociaż wstępne ustalenia nie są jeszcze potwierdzone, to jeśli okażą się prawdą, mogą jeszcze bardziej pogłębić tajemnicę ciemnej energii i prawdopodobnie będzie to oznaczać, że w rozumieniu kosmosu brakuje ważnego elementu.
Wskazówki dotyczące zmieniającej się prędkości rozszerzania Wszechświata zostały dostrzeżone dzięki danym pozyskanym z instrumentu Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), który znajduje się na szczycie teleskopu w Kitt Peak National Observatory w amerykańskim stanie Arizona.
Każdy z 5 tysięcy światłowodowych robotów wchodzących w skład narzędzia może obserwować galaktykę przez 20 minut, umożliwiając astronomom stworzenie największej w historii trójwymiarowej mapy Wszechświata.
„Zmierzyliśmy położenie galaktyk w przestrzeni, ale także w czasie, ponieważ im dalej się znajdują, tym bardziej cofamy się do coraz młodszego Wszechświata” – mówi Arnaud de Mattia z zespołu interpretującego dane DESI.
Rok po rozpoczęciu pięcioletniego badania, dane z DESI pozwoliły opracować mapę obejmującą sześć milionów galaktyk i kwazarów, badając światło sprzed 11 miliardów lat. Badanie zostało opisane w Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Jedną z misji DESI jest głębsze zrozumienie natury ciemnej energii – teoretycznego zjawiska, o którym naukowcy sądzą, że stanowi około 70 procent Wszechświata. Kolejne 25 procent ma stanowić tajemniczej ciemna materia, a klasyczna materia – możliwa do obserwacji to 5 procent kosmosu.
Od ponad wieku naukowcy wiedzą, że Wszechświat zaczął się rozszerzać po Wielkim Wybuchu, około 13,8 miliarda lat temu. Pod koniec lat 90. astronomowie odkryli, że rozszerza się on w coraz szybszym tempie. Było to dla nich zaskoczeniem, ponieważ uważali, że grawitacja pochodząca od materii – zarówno normalnej, jak i ciemnej – spowalnia Wszechświat. Zdaniem badaczy coś sprawiało, że kosmos rozszerzał się z coraz większą prędkością, tę siłę nazwano „ciemną energią”.
Jak zaznaczają astrofizycy z projektu DESI, niedawno odkryto, że rozszerzanie się Wszechświata znacznie przyspieszyło około sześć miliardów lat po Wielkim Wybuchu. Zgodnie z wiodącym modelem kosmologicznym, zwanym Lambda CDM, w „przepychance” między materią a ciemną energią, ta druga wydaje się mieć przewagę.
Zgodnie z obecnym modelem, przyspieszająca ekspansja Wszechświata nazywana jest „stałą kosmologiczną”, która jest ściśle powiązana z ciemną energią.
„Widzimy podstawową zgodność z naszym najlepszym modelem wszechświata”. Ale obserwujemy również pewne potencjalnie interesujące różnice, które mogą wskazywać, że ciemna energia ewoluuje z czasem” – twierdzi dyrektor DESI Michael Levi.
Dane wydają się pokazywać, że stała kosmologiczna Lambda nie jest tak naprawdę stałą, ponieważ ciemna energia wykazywałaby dynamiczne i zmieniające się zachowanie” – dodaje De Mattia.
„Może to sugerować, że po włączeniu wysokiego biegu sześć miliardów lat po Wielkim Wybuchu, prędkość, z jaką Wszechświat się rozszerza, zwalnia w ostatnim czasie” – twierdzi Christophe Yeche, badacz z misji DESI.
Jak tłumaczą astronomowie, to, czy ciemna energia faktycznie zmienia się w czasie, musiałoby zostać zweryfikowane przez więcej danych z DESI i innych instrumentów, takich jak teleskop kosmiczny Euclid. Ale zdaniem naukowców, jeśli zostanie to potwierdzone, rozumienie Wszechświata prawdopodobnie będzie musiało zostać zmienione, aby uwzględnić tę zmianę.
„Na przykład, stała kosmologiczna mogłaby zostać zastąpiona przez jakiś rodzaj pola związanego z jakąś nieznaną jeszcze cząstką. Mogłoby to nawet wymagać aktualizacji równań teorii względności Einsteina tak, aby zachowywały się nieco inaczej w skali dużych struktur” – podsumowuje De Mattia.
Emil Gołoś
