Strmi v temo
Širitev našega vesolja se pospešuje. Ta nenavaden pojav se imenuje temna energija in je bil prvič opažen v raziskavah oddaljenih eksplozij supernove pred približno dvajsetimi leti. Od takrat je več neodvisnih dokazov prišlo do istega poskočnega sklepa: vesolje se vse hitreje in hitreje stopnjuje.
Pa vseeno, kaj za vraga povzroča? Kaj je temna energija? Za morebitne vzroke je na voljo veliko idej. Morda je to iluzija in naše razumevanje težnosti je preprosto narobe na teh obsežnih lestvicah. Mogoče nekoliko skrivnostno polje prežema ves vesoljski čas, ki poganja ojačanje razdalj med galaksijami po vsem vesolju.
Daleč najpreprostejša razlaga je, da je temna energija preprosto tam. Preprosta stalnica narave, ki se pojavlja v enačbah Splošne relativnosti, kar je temeljni okvir za razumevanje zadev, ki so kozmološke. Nima razlage in ni vzroka. Kot vsaka druga stalnica narave je tudi ta del temeljne resničnosti.
Čeprav ta razlaga ni v celoti zadovoljujoča, vendar pojasnjuje vse dosedanje podatke.
Dotikanje Quasarjeve energije
In podatki so preprosto takšni: zdi se, da je moč temne energije ves čas vesoljski ves čas ostala konstantna. Tam je prisotna in se ne spreminja tako v času kot v prostoru.
Mogoče.
Eden največjih izzivov preučevanja narave temne energije je, da nimamo popolne slike zgodovine širjenja vesolja. Namesto tega imamo to, kar pomeni kozmološke "podtlake" - širjenje lahko proučujemo v razmeroma novejših časih z uporabo supernove tipa 1a in zelo natančno vemo, kakšno je stanje vesolja, ko je bilo v kozmičnem mikrovalovnem ozadju le 380.000 let.
Nimamo čisto jasne slike, kaj je vesolje postajalo vmes, vendar v zadnjem času par raziskovalcev to poskuša spremeniti s preučevanjem svetlobe iz oddaljenih kvazarjev. Ti kvazarji so pošastno svetli predmeti, ki jih poganja gravitacijsko stiskanje materiala, ko se sam stisne, da se prilega notranjosti velikanskih črnih lukenj. Kvazarji so daleč najmočnejši motorji v vesolju, zato so odlični kandidati za vdiranje v kozmično zgodovino med bookendi.
Ključni izziv pa je, da nikoli niste povsem prepričani, kako daleč je določen kvazar. Če je eden svetlejši od drugega, je prvi bližje… ali pa je samo svetlejši? Brez načina, da jih razstavite, ne morete doseči trdne razdalje, kar pomeni, da ne morete meriti širjenja vesolja od trenutka, ko je kvazar oddajal svojo svetlobo.
Vendar so raziskovalci uporabili nov trik s primerjavo dveh različnih vrst svetlobe, ki jo oddajajo kvazarji. Prva vrsta je ultravijolični, ki se oddaja iz samega padajočega materiala. Drugi so težji rentgenski žarki, ki nastanejo zaradi ultravijoličnega sevanja, ki ga povečajo do višje energije iz še več okoliškega plina. S primerjavo teh dveh virov emisij lahko raziskovalci razkrijejo pravo svetlost vsakega kvazarja in tako poznajo njihove razdalje.
Big Rip, Big Deal
In raziskovalci so ugotovili, da je bila glede na njihove predhodne rezultate temna energija v preteklosti šibkejša. To pomeni, da ni konstanten - razvija se in spreminja in s časom postaja močnejši. Če ta rezultat drži (in to je veliko če) potem bomo morali najpreprostejšo razlago temne energije v okno vreči v prid nečesa bolj zapletenega. Kar je pravzaprav dobra stvar - spreminjanje temne energije bi nam lahko dalo namige, ki jih potrebujemo za raziskovanje novih področij fizike.
Toda tudi ta rezultat naslika bolj mračno sliko prihodnosti vesolja. Če temna energija ostane konstantna, bodo zvezde še naprej svetlele več deset milijard let, ko se galaksije nežno oddaljujejo drug od drugega. Če pa se temna energija s časom krepi, potem njena odbojna sila postane premočna, ne le da razdira galaksije, ampak tudi razreže same galaksije.
In sončni sistemi.
In planeti.
In molekule.
Kako dolgo bo trajalo, da se bo ta scenarij velikega razmaha uresničil? Odvisno je od tega, kako hitro se dvigne temna energija, vendar bi to lahko minilo čez nekaj milijard let. Kar kozmološko gledano ni tako dolgo.
Preberite več: "Kozmološke omejitve iz Hubblovega diagrama kvazarjev pri visokih rdečih premikih"
