Znanstvenici već desetljećima zbunjuju činjenicu da se naš svemir širi. S logičkog stajališta, gravitacija bi trebala privlačiti galaksije jedna do druge, ali promatranja iz 1990-ih pokazala su da se Svemir ne samo širi, već se širi s ubrzavajućim trendom, a za tako je kriva takozvana tamna energija.
Tamna energija (da se ne brka sa tamnom materijom) hipotetička je sila koja čini do 68,3 posto sve energije u promatranom svemiru. A znanstvenici vjeruju da ta energija gura galaksije jedna od druge. Ipak, unatoč brojnim neizravnim dokazima o njegovom postojanju, još nitko nije uspio izravno utvrditi prisutnost tamne energije ili barem na odgovarajući način objasniti odakle je ona potekla.
Međutim, prema novoj hipotezi, odgovor na to pitanje ležao je doslovno pred našim nosom. Prema ovoj hipotezi, tamna energija je apsolutno uobičajena kada je promatramo sa stanovišta jednog od temeljnih zakona svemira, koji često zaboravljamo kada razmatramo ovo pitanje. Ovaj temeljni zakon je zakon očuvanja energije. O njemu razgovaraju još u srednjoj školi. Jednostavnim riječima, on kaže sljedeće: energija se ne može jednostavno stvoriti ili uništiti, ona ne može jednostavno nestati. Jedino što može učiniti je prelaziti iz jednog stanja u drugo ili prelaziti iz jednog tijela u drugo. Većina naše osnovne fizike temelji se na ovom zakonu.
Nova studija tima fizičara iz različitih institucija sugerira da ako bi se čak i suptilan gubitak energije dogodio tijekom najranijih dana svemira, to bi moglo objasniti prirodu tamne energije o kojoj danas govore mnogi znanstvenici. Autori studije dodaju da je sasvim moguće da je ovo propuštanje, iako je kršilo temeljni zakon, kršilo toliko beznačajno da ga na kraju nitko ne bi primijetio.
Hipoteza je prilično odvažna, treba napomenuti. Ali ovdje je zanimljivo razumjeti što je točno dovelo istraživače do takve hipoteze. Da biste razumjeli pitanje tamne energije i pokušali je objasniti, trebate se vratiti u 1917. godinu, kada je Einstein pokušao razumjeti zašto je svemir statičan i ne ima tendenciju smanjivanja ili širenja. U to je vrijeme ta teorija bila vrlo popularna.
Kako bi objasnio odsutnost gravitacijske veze, Einstein je sugerirao da u svemiru mora postojati nešto što bi moglo stvoriti otpornost na gravitaciju na univerzalnoj razini. Tako se pojavila kozmološka konstanta. Međutim, odustao je od ove ideje 1929. kada je astronom Edwin Hubble prvi put ugledao znakove širenja svemira, što je primijetio u svojim proračunima. Početkom 90-ih godina prošlog stoljeća, znanstvenici su dokazali da se svemir širi ubrzanjem, a Einsteinova konstanta ponovno je postala relevantna. Astrofizičari su vjerovali da je ta konstanta, o kojoj je Einstein govorio u svojim radovima prije nekoliko desetljeća, zapravo uvijek bila stvar koju danas nazivamo tamnom energijom.
Pa što je to, tamna energija? U općenitom smislu, smatra se kozmološkom konstantom, nepromjenjivom gustoćom energije koja nastaje i jednoliko ispunjava prostor Svemira. Iz kvantne mehanike znamo da u stvari prazan prostor nikada nije prazan - on je ispunjen kvantnim česticama i energijom koja se pojavljuje pod utjecajem pojave i nestanka tih čestica. A neke od tih čestica mogu imati odbojnu snagu - vrlo tamnu energiju.
Možda je najspornija poanta da bi predviđena količina tamne energije koja se pojavljuje u okviru ovog procesa trebala biti veća od pokazatelja koji se trenutno navodi uzimajući u obzir promatranje širenja svemira - i do 120 redara veličine, da budemo precizniji. To može ukazivati na to da ili volumen mjerimo ili pogrešno ili uopće ne razumijemo odakle točno potiče tamna energija.
Promotivni video:
Nova istraživanja sugeriraju da je potonje najvjerojatniji scenarij, a ovom se prigodom iznosi nova hipoteza. Što ako je svemir rano u svom pojavljivanju doživio neko curenje energije, a taj gubitak postavio je tempo za pojavu tamne energije?
„U našem je modelu tamna energija predstavljena nečim što može ukazivati na količinu energije i zamah koji je izgubljen u čitavoj povijesti svemira“, kaže jedan od istraživača Alejandro Perez.
Središnje mjesto ove nove hipoteze predstavlja alternativni model opće relativnosti, do kojeg je Einstein stigao 1910-ih. Zove se model nimodularne gravitacije. Prema njenim riječima, energiju uopće ne treba štedjeti. Istodobno, istraživači kažu da je prilikom primjene modela nimodularne gravitacije u proračunima vrijednost kozmološke konstante u idealnoj vezi s onim opažanjima prema kojima se naš Svemir širi ubrzanjem.
Važno je napomenuti da ovaj model ne mora nužno proturječiti našem trenutnom razumijevanju svemira. Iako će nestanak energije u ranom Svemiru utjecati na promjenu vrijednosti volumena tamne energije, to neće utjecati ni na što drugo, ili barem neće biti primjetno u našim modernim eksperimentima.
"Energija tvari koja sačinjava materiju može se prenijeti u gravitacijsko polje. Taj" gubitak energije "djelovat će kao kozmološka konstanta - neće se kasnije razrijediti širenjem svemira", kaže Thibault Josse, drugi član istraživačkog tima.
"Imajući to na umu, gubitak ili stvaranje energije u dalekoj prošlosti moglo bi imati ozbiljne posljedice danas i na sasvim drugačijoj razini i u većem obimu."
Ovdje se, međutim, postavlja pitanje: ako nestanak energije nema nikakvog učinka na Univerzum, osim ako mijenja vrijednost same najmračnije energije, kako onda možemo provjeriti ispravnost ili netočnost ove hipoteze? To je glavni problem.
„Naš je prijedlog vrlo općenit, a svaka promjena zakona očuvanja energije vjerojatno će pridonijeti učinkovitosti kozmološke konstante. Na primjer, to može postaviti nova ograničenja na fenomenološke modele izvan kvantne mehanike “, kaže Josse.
S druge strane, direktni dokazi da se tamna energija pokreće običnom energijom koja mijenja svoje stanje izgleda izvan stvarnosti, budući da već imamo značenje termina lambda (to je također kozmološka konstanta), i, pored toga, samo posljednji put njezine (mračne energije) evolucije “.
Općenito, čini se da je ta hipoteza kakva je bila dosad, hipoteza koja još nije testirana. Međutim, fizičari kažu da ga žele detaljnije istražiti radi vjerojatnosti u budućnosti.
"Nema sumnje o bilo kakvoj sigurnosti. Ali ta se nova ideja čini najmanje zanimljivom i zato zaslužuje pažnju ", kaže Lee Smolin, teorijski fizičar iz Kanadskog instituta za teorijsku fiziku u Waterlou, koji nije bio uključen u studiju.
NIKOLAY KHIZHNYAK
