Ερευνητές, συμπεριλαμβανομένων και φυσικών από το Πανεπιστήμιο της Χαϊδελβέργης, έχουν αποκτήσει νέες γνώσεις σχετικά με τη σκοτεινή ενέργεια και τη θεωρία της βαρύτητας, από την ανάλυση δεδομένων από την αποστολή «Planck»του δορυφόρου της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος (ESA).
Τα αποτελέσματά τους δείχνουν ότι η γενική θεωρία της
σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, όπως και το κυρίαρχο κοσμολογικό
μοντέλο, συμφωνούν με τα διαθέσιμα δεδομένα σχετικά με την κατάσταση του
σύμπαντος στα πρώτα στάδια της δημιουργίας τους.
Το καθιερωμένο μοντέλο της κοσμολογίας παραμένει μια εξαιρετική περιγραφή του σύμπαντος. Ωστόσο, όταν τα δεδομένα του Planck συνδυάζονται με άλλες αστρονομικές παρατηρήσεις, αρκετές αποκλίσεις προκύπτουν.
Περαιτέρω μελέτες πρέπει να προσδιορίσουν αν αυτές οι ανωμαλίες οφείλονται σε αβεβαιότητες μέτρησης ή άγνωστων φυσικών συσχετισμών, που θα αμφισβητήσουν επίσης τη θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν. Έτσι, η ανάλυση των δεδομένων του Planck δίνει σημαντική ώθηση για την έρευνα κατά τη διάρκεια μελλοντικών διαστημικών αποστολών.
Εκτός από την επιβεβαίωση πως η κυρίαρχη θεωρία αποτελεί μια εξαιρετική περιγραφή της δημιουργίας και της εξέλιξης του σύμπαντος, η ανάλυση έδωσε επίσης στους φυσικούς τη δυνατότητα να αποκτήσουν μια καλύτερη εικόνα για τη συμπεριφορά και την «ιστορία» της σκοτεινής ενέργειας.
Τα δεδομένα προήλθαν από τον δορυφόρο Planck, ο οποίος μέχρι το 2013 κατέγραψε με τη μεγαλύτερη έως σήμερα ακρίβεια τη μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου (CMB).
Το διαστημικό σκάφος Planck.
Η CMB δημιουργήθηκε πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια περίπου, όταν το σύμπαν είχε «ηλικία» μόλις 280.000 χρόνια, μετά τη «γέννησή» του με τη Μεγάλη Έκρηξη.
Λόγω της συνεχιζόμενης διαστολής, αυτά η «πανάρχαια» ακτινοβολία είναι διάχυτη σήμερα σε όλο το σύμπαν και έχει συχνότητα που αντιστοιχεί στο φάσμα των μικροκυμάτων.
«Οι μετρήσεις της CBM αποκαλύπτουν απειροελάχιστες θερμοκρασιακές διαφοροποιήσεις, οι οποίες στον χάρτη κατανομής της ακτινοβολίας αποκαλύπτουν μικρές “νησίδες” μικρότερης ή χαμηλότερης θερμοκρασίας», εξηγεί η Βαλέρια Πετορίνο από το Πανεπιστήμιο της Χαϊδελβέργης, το οποίο πήρε μέρος στη μελέτη.
Οι έρευνες που έχουν τις τελευταίες δεκαετίες έχουν καταλήξει σε έξι παραμέτρους που περιγράφουν την ανάπτυξη του σύμπαντος μετά τη Μεγάλη Έκρηξη με σχετική ακρίβεια, χρησιμοποιώντας αυτό που είναι γνωστό ως καθιερωμένο κοσμολογικό μοντέλο.
Οι θερμοκρασιακές αποκλίσεις της CBM επιτρέπουν στους ερευνητές να προσδιορίζουν αυτές τις παραμέτρους με πολύ μεγάλη αξιοπιστία. Μία από αυτές αντιστοιχεί στην επονομαζόμενη σκοτεινή ενέργεια, η όποια αποτελεί το 705 της ενέργειας του σύμπαντος και είναι υπεύθυνη για την επιταχυνόμενη διαστολή του.
Οι μελέτες για τη σκοτεινή ενέργεια βρίσκονται ακόμη σε πολύ πρώιμο στάδιο. Παρόλο που η CBM δείχνει πως η ύπαρξη αυτής της μορφή ενέργειας είναι απαραίτητη, η φύση της παραμένει προς το παρόν άγνωστη.
Παρ’ όλα αυτά, από τα δεδομένα του Planck, οι επιστήμονες μπόρεσαν να εκτιμήσουν πόση ήταν η ποσότητα της σκοτεινής ενέργεια στο παρελθόν.
«Με έκπληξη, διαπιστώσαμε ότι η ποσότητά της στο “νεαρό” σύμπαν ήταν μικρότερη απ’ ό,τι θα ανέμενε κανείς. Μέχρι σήμερα, οι κοσμολογικές θεωρίες υποστήριζαν πως η σκοτεινή ενέργεια αντιστοιχούσε μέχρι και στο 1% της συνολικής ενέργειας, την εποχή που δημιουργήθηκε η CBM. Τώρα όμως, η ανάλυσή μας υποδεικνύει πως αυτό το ποσοστό ήταν σημαντικό μικρότερο, όχι μεγαλύτερο από 0,4%», προσθέτει.
Σύμφωνα με την αστροφυσικό, το αποτέλεσμα αυτό προσθέτει ένα ακόμη προβλήμα για αυτές τις θεωρίες. Παράλληλα, αν και η ανάλυση έδειξε πως η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας κατά κανόνα συμφωνεί με τις παρατήσεις, παράλληλα αποκαλύφθηκαν μικρές διαταραχές στη βαρύτητα οι οποίες δεν είναι πλήρως συνεπείς με το καθιερωμένο κοσμολογικό μοντέλο.
«Η περαιτέρω επεξεργασία των δεδομένων ίσως δείξει πως έχουμε να κάνουμε με αποκλείσεις από τους νόμους του Αινστάιν για τη βαρύτητα, κάτι που σημαίνει πως χρειάζονται τροποποιήσεις της θεωρίας».
Έτσι κι αλλιώς πάντως, όπως συμπληρώνει, η εξέλιξη αυτή αυξάνει ακόμη περισσότερο το επιστημονικό ενδιαφέρον για μελλοντικές διαστημικές αποστολές, που θα εξασφαλίσουν ακόμη περισσότερα στοιχεία.
Ανάμεσά τους, η αποστολή του μη επανδρωμένου σκάφους Ευκλείδης, το οποίο αναπτύσσεται από τη ΝΑΣΑ και την Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία και αναμένεται να εκτοξευτεί το 2020, με πρωταρχικό στόχο την εξερεύνηση της σκοτεινής ενέργειας. (Πληρ.phys.org )
thecuriosityofcat