Teadlased on aastakümneid hämmingus olnud selle üle, et meie universum laieneb. Loogilisest küljest peaks gravitatsioon üksteisega galaktikaid meelitama, kuid 1990-ndate aastate vaatlused näitasid, et Universum ei laiene lihtsalt, see laieneb kiireneva trendiga ja selles on süüdi nn tume energia.
Tume energia (mitte segi ajada tumeda ainega) on hüpoteetiline jõud, mis moodustab kuni 68,3 protsenti kogu vaadeldava universumi energiast. Ja teadlased usuvad, et see energia tõukab galaktikad üksteisest eemale. Vaatamata paljudele kaudsetele tõenditele selle olemasolu kohta ei ole keegi siiski suutnud tumeda energia olemasolu otseselt kindlaks teha ega vähemalt piisavalt selgitada, kust see pärit on.
Uue hüpoteesi kohaselt oli vastus sellele küsimusele aga sõna otseses mõttes meie nina ees. Selle hüpoteesi kohaselt on tume energia absoluutselt tavaline, kui vaadata universumi ühte põhiseadust, mille unustame selle küsimuse arutamisel sageli. See põhiseadus on energia säästmise seadus. Nad räägivad temast juba keskkoolis. Lihtsate sõnadega ütleb ta järgmist: energiat ei saa lihtsalt luua ega hävitada, see ei saa lihtsalt kaduda. Ainus, mida see teha saab, on voolata ühest olekust teise või liikuda ühest kehast teise. Enamik meie põhifüüsikast põhineb sellel seadusel.
Erinevate asutuste füüsikute meeskonna uus uuring viitab sellele, et kui universumi esimestel päevadel tekkis isegi väike energiakaotus, võiks see selgitada tumeda energia olemust, millest paljud teadlased tänapäeval räägivad. Uuringu autorid lisavad, et on täiesti võimalik, et kuigi see leke rikkus põhiseadust, rikkus see sedavõrd tähtsusetult, et lõpuks poleks keegi seda märganud.
Hüpotees on üsna julge, tuleb märkida. Kuid siin on huvitav mõista, mis täpselt viis teadlased sellise hüpoteesini. Pimeda energia teema mõistmiseks ja proovimiseks seda selgitada, peate minema tagasi aastasse 1917 - aastasse, mil Einstein üritas mõista, miks universum on staatiline ega kipu kahanema ega laienema. Sel ajal oli see teooria väga populaarne.
Gravitatsioonilise sideme puudumise selgitamiseks tegi Einstein ettepaneku, et universumis peaks leiduma midagi sellist, mis võiks universaalses mastaabis tekitada raskusele vastupidavuse. Nii ilmus kosmoloogiline konstant. Siiski loobus ta sellest ideest 1929. aastal, kui astronoom Edwin Hubble nägi esmakordselt laieneva universumi märke, mida ta oma arvutustes märkis. Eelmise sajandi 90-ndate aastate alguses tõestasid teadlased, et Universum laieneb kiirendusega ja Einsteini konstant muutus taas aktuaalseks. Astrofüüsikud on hakanud uskuma, et see konstant, millest Einstein oma teostes mitu aastakümmet tagasi rääkis, on tegelikult alati olnud asi, mida tänapäeval nimetatakse tumedaks energiaks.
Mis see on, tume energia? Üldises mõttes peetakse seda kosmoloogiliseks konstantseks muutumatuks energiatiheduseks, mis tekib ja täidab ühtlaselt Universumi ruumi. Kvantmehaanikast teame, et tegelikult pole tühi ruum kunagi tühi - see on täidetud kvantosakeste ja energiaga, mis ilmub nende osakeste ilmumise ja kadumise mõjul. Ja mõnel neist osakestest võib olla tõrjuv jõud - see on väga tume energia.
Võib-olla on üks vastuolulisemaid punkte see, et selle protsessi raames tekkiva tumeda energia prognoositav kogus peaks olema suurem kui praegu esitatud näitaja, võttes arvesse Universumi paisumise vaatlust - kuni 120 suurusjärku täpsemini, et olla täpsem. See võib viidata sellele, et me mõõdame seda mahtu valesti või ei saa me üldse aru, kust täpselt tume energia pärineb.
Reklaamvideo:
Uued uuringud näitavad, et viimane on kõige tõenäolisem stsenaarium, ja selleks puhuks on esitatud uus hüpotees. Mis siis, kui universum koges oma ilmumise alguses teatavat energialekke ja see kaotus pani paika tumeda energia tekkimise tempo?
"Meie mudelis tähistab tumedat energiat midagi, mis võib näidata kogu universumi ajaloo jooksul kaotatud energia ja impulsi kogust," ütleb üks uurijatest, Alejandro Perez.
Selle uue hüpoteesi keskmes on üldrelatiivsuse alternatiivmudel, milleni Einstein jõudis 1910. aastatel. Seda nimetatakse unimodulaarseks gravitatsioonimudeliks. Naise sõnul ei pea energiat üldse säästma. Samal ajal väidavad teadlased, et arvutustes ühemodulaarse gravitatsiooni mudeli rakendamisel on kosmoloogilise konstandi väärtus ideaalselt korrelatsioonis nende vaatlustega, mille kohaselt meie Universum laieneb kiirendusega.
Samuti on oluline märkida, et see mudel ei ole tingimata vastuollu meie praeguse arusaamaga universumist. Ehkki energia kadumine varases universumis mõjutab tumeda energia mahtude väärtuste muutumist, ei mõjuta see midagi muud või vähemalt pole see meie tänapäevastes katsetes märgatav.
“Mateeria moodustava aine energia võib kanduda gravitatsiooniväljale ja see“energiakaotus”toimib kosmoloogilise konstandina - see ei lahjendu hiljem universumi laienemisega,” ütleb Thibault Josse, teine uurimisrühma liige.
"Seda silmas pidades võib energia kadumisel või loomisel kauges minevikus olla tõsiseid tagajärgi tänapäeval ning täiesti teisel tasandil ja laiemalt."
Siinkohal kerkib aga küsimus: kui energia kadumine ei avalda Universumile mingit mõju, välja arvatud tumedama energia enda väärtuse muutmine ise, siis kuidas saab kontrollida selle hüpoteesi õigsust või ebakorrektsust? See on peamine probleem.
„Meie ettepanek on väga üldine ja kõik muudatused energia säästmise seaduses aitavad tõenäoliselt kaasa kosmoloogilise konstandi efektiivsusele. Näiteks võiks see seada fenomenoloogilistele mudelitele uusi piiranguid väljaspool kvantmehaanikat,”ütleb Josse.
„Teisest küljest näivad reaalsed tõendid selle kohta, et tumedat energiat toidab tavaline energia, mis muudab selle olekut, kuna meil on juba lambda-termini väärtus (see on ka kosmoloogiline konstant) ja lisaks sellele oleme piiratud ainult tema (tumeda energia) evolutsiooni viimane aeg”.
Üldiselt näib see hüpotees olevat praegune, hüpotees, mida pole veel katsetatud. Füüsikute sõnul tahavad nad seda aga tulevikus tõenäosuste osas üksikasjalikumalt uurida.
“Mingisuguses kindluses pole küsimust. Kuid see uus idee tundub olevat vähemalt huvitav ja väärib seetõttu tähelepanu, “ütleb Kanada Waterloo teoreetilise füüsika instituudi teoreetiline füüsik Lee Smolin, kes uuringuga ei tegelenud.
NIKOLAY KHIZHNYAK
