I flere tiår har forskere undret seg over at universet vårt ekspanderer. Fra et logisk synspunkt skulle tyngdekraften tiltrekke galakser til hverandre, men observasjoner fra 1990-tallet viste at universet ikke bare ekspanderer, det utvides med en akselererende trend, og den såkalte mørke energien har skylden.
Mørk energi (for ikke å forveksle med mørk materie) er en hypotetisk kraft som utgjør opptil 68,3 prosent av all energi i det observerbare universet. Og forskere mener at denne energien skyver galakser vekk fra hverandre. Til tross for mange indirekte bevis på at det eksisterer, har ingen ennå klart å bestemme tilstedeværelsen av mørk energi, eller i det minste tilstrekkelig forklare hvor den kom fra.
I følge den nye hypotesen, lå imidlertid svaret på dette spørsmålet bokstavelig talt foran nesen. I henhold til denne hypotesen er mørk energi helt vanlig når man ser på det fra en av de grunnleggende lovene i universet, som vi ofte glemmer når vi vurderer dette problemet. Denne grunnleggende loven er loven om bevaring av energi. De snakker om ham tilbake på videregående. Med enkle ord sier han følgende: energi kan ikke bare skapes eller ødelegges, den kan ikke bare forsvinne. Det eneste det kan gjøre er å flyte fra en tilstand til en annen eller flytte fra en kropp til en annen. Det meste av vår grunnleggende fysikk er basert på denne loven.
En ny studie fra et team av fysikere fra forskjellige institusjoner antyder at hvis til og med et subtilt energitap skjedde i løpet av universets tidligste dager, kan dette forklare naturen til mørk energi som mange forskere snakker om i dag. Forfatterne av studien legger til at det er ganske mulig at denne lekkasjen, selv om den brøt med en grunnleggende lov, brøt den så ubetydelig at til slutt ingen ville ha lagt merke til den.
Hypotesen er ganske vågal, bør det bemerkes. Men her er det interessant å forstå hva som nøyaktig førte forskerne til en slik hypotese. For å forstå spørsmålet om mørk energi og prøve å forklare det, må du gå tilbake til 1917, året da Einstein prøvde å forstå hvorfor universet er statisk og ikke har en tendens til å krympe eller utvide. På den tiden var denne teorien veldig populær.
For å forklare fraværet av et gravitasjonsbånd foreslo Einstein at det må være noe i universet som kan skape motstand mot tyngdekraften i en universell skala. Slik dukket den kosmologiske konstanten opp. Imidlertid forlot han denne ideen i 1929 da astronom Edwin Hubble først så tegnene til et ekspanderende univers, som han bemerket i sine beregninger. På begynnelsen av 90-tallet av forrige århundre beviste forskere at universet utvides med akselerasjon, og Einsteins konstant ble aktuell igjen. Astrofysikere har trodd at denne konstanten, som Einstein snakket om i sine arbeider for flere tiår siden, faktisk alltid har vært det vi kaller mørk energi i dag.
Så hva er dette, mørk energi? I en generell forstand blir det betraktet som en kosmologisk konstant, uforanderlig energitetthet som oppstår og fyller universets rom jevnt. Vi vet fra kvantemekanikken at tomt rom faktisk aldri er tomt - det er fylt med kvantepartikler og energien som vises under påvirkning av utseendet og forsvinningen av disse partiklene. Og noen av disse partiklene kan ha frastøtende kraft - den veldig mørke energien.
Det kanskje mest kontroversielle poenget er at det forutsagte volumet av mørk energi innen rammen av denne prosessen bør være større enn indikatoren som for øyeblikket er lagt frem, og tar hensyn til observasjonen av utvidelsen av universet - opp til 120 størrelsesordener mer, for å være presise. Dette kan indikere at vi enten måler dette volumet feil, eller at vi ikke i det hele tatt forstår hvor nøyaktig mørk energi har sin opprinnelse.
Salgsfremmende video:
Ny forskning antyder at det siste er det mest sannsynlige scenariet, og en ny hypotese blir fremmet ved denne anledningen. Hva om universet tidlig i utseendet opplevde noe energilekkasje, og dette tapet satte tempoet for fremveksten av mørk energi?
"I vår modell er mørk energi representert av noe som kan indikere mengden energi og fart som har gått tapt i hele universets historie," sier en av forskerne, Alejandro Perez.
Sentralt i denne nye hypotesen er en alternativ modell av generell relativitet, som Einstein kom til på 1910-tallet. Den kalles den unimodulære tyngdekraftsmodellen. I følge henne trenger ikke energi å bli bevart i det hele tatt. Samtidig sier forskere at når de anvender modellen for unimodulær tyngdekraft i beregninger, er verdien av den kosmologiske konstanten ideelt korrelert med de observasjonene som vårt univers utvides med akselerasjon.
Det er også viktig å merke seg at denne modellen ikke nødvendigvis er i strid med vår nåværende forståelse av universet. Selv om forsvinningen av energi i det tidlige universet vil påvirke endringen i verdiene til volumene av mørk energi, vil den ikke påvirke noe annet, eller i det minste vil det ikke merkes i våre moderne eksperimenter.
"Energien til stoffet som utgjør stoff, kan overføres til gravitasjonsfeltet, og dette 'energitapet' vil fungere som en kosmologisk konstant - den vil ikke utvanne senere med utvidelsen av universet," sier Thibault Josse, et annet medlem av forskerteamet.
"Med dette i bakhodet kan tap eller skapelse av energi i den fjerne fortid få alvorlige konsekvenser i dag og på et helt annet nivå og i større skala."
Her oppstår imidlertid spørsmålet: hvis forsvinningen av energi ikke har noen innvirkning på universet, annet enn å endre verdien på den mørkeste energien i seg selv, hvordan kan da korrektheten eller uriktigheten av denne hypotesen bekreftes? Dette er hovedproblemet.
«Forslaget vårt er veldig generelt, og enhver endring i loven om bevaring av energi vil sannsynligvis bidra til effektiviteten av den kosmologiske konstanten. For eksempel kan det plassere nye begrensninger på fenomenologiske modeller utenfor kvantemekanikken, sier Josse.
På den annen side virker direkte bevis på at mørk energi drives av vanlig energi som endrer tilstand, utover virkeligheten, siden vi allerede har verdien av lambda-betegnelsen (det er også en kosmologisk konstant), og i tillegg er vi begrenset bare den siste tiden av hennes (mørke energi) evolusjon”.
Generelt ser denne hypotesen ut til å være det den er så langt, en hypotese som ennå ikke er testet. Imidlertid sier fysikere at de ønsker å undersøke det nærmere for sannsynligheter i fremtiden.
“Det er ikke snakk om noen sikkerhet. Men denne nye ideen ser ut til å være minst interessant og fortjener derfor oppmerksomhet, sier Lee Smolin, en teoretisk fysiker ved Canadian Institute for Theoretical Physics in Waterloo, som ikke var involvert i studien.
NIKOLAY KHIZHNYAK
