Mistere ale Universului – energia întunecată


Abell 85, un roi de galaxii mult mai puțin
masiv decât roiurile mai îndepărtate decât
el. Foto: X-ray (NASA/CXC/SAO/A.Vikhlinin);
Optical (SDSS); Illustration (MPE/V.Springel)

Aruncă o minge în sus și vei vedea cum acesta se va îndepărta, va încetini și va reveni la sol. Gravitația este de vina pentru că încetinește mingea până când o va aduce înapoi la locul de unde a fost aruncată.

Astronomii se gândeau că la fel se comportă și Universul: este în expansiune, cu timpul ar trebui să încetinească, să se oprească și să înceapă să se micșoreze la loc. Chiar dacă galaxile se îndepărteaza una de alta, în timp gravitația lor ar trebui să le oprească.

Observațiile însă arată că nu este așa: în ultimele câteva miliarde de ani expansiunea Universului este accelerată, având o valoare mai mare decât cea teoretică.

Nu înțelegeți greșit: gravitația galaxiilor există și acționează însă există o forță suplimentară, un fel de „anti-gravitație” care face ca galaxiile să se îndepărteze una de alta mai rapid decât ar trebui. Astronomii au denumit această forță „energie întunecată”.

Energia întunecată a fost descoperită relativ recent, în 1998, prin observarea supernovelor apărute în galaxiile îndepărtate (în spațiu deci și în timp).

Supernovele, care intrinsec au aceeași strălucire, sunt mai luminoase decât ar trebui dacă sunt mai îndepărtate de 6 miliarde de ani lumină și mai puțin luminoase dacă sunt mai aproape. Supernovele apar mai puțin luminoase pentru că galaxiile din care fac parte se îndepărtează de noi mai repede decât ar trebui, iar cele care apar mai luminoase sunt așa pentru că atunci Universul era mai mic iar forța de atracție dintre galaxii a dus la o îndepărtare reciprocă mai lentă. În urma acestor observaii s-a tras concluzia că acum aproximativ 6 miliarde de ani a început expansiunea accelerată a Universului.

S-a descoperit că în afara accelerării expansiunii Universului, energia întunecată are și alte efecte: roiurile de galaxii (aglomerările de galaxii) sunt din ce în ce mai puțin masive.

Un roi de galaxii devine mai masiv prin atragerea galaxiilor vecine. Ori dacă energia întunecată este mai puternică decât forța de atracție a roiului, galaxiile vecine nu vor mai fi atrase și roiul va stagna ca masă. S-a descoperit că multe roiuri de galaxii aflate la maxim 5,5 miliarde de ani lumină depărtare de noi sunt mai puțin masive decât roiurile mai îndepărtate. Acesta este un semn că energia întunecată a început să își spună cuvântul acum aproximativ 6 miliarde de ani.

Cantitatea e energie întunecată rămâne neschimbată fie că se vorbește despre un centimetru cub din din spațiu sau de 1000 de ani lumină cubi, semn că este o propietate a spațiului însuși. Acest lucru însemnă nu este dată de o particulă sau de un câmp pentru că acestea ar duce la diluarea forței întunecate în timp sau pe măsură ce spațiul se mărește.

Întrebarea de un milion de euro: ce este energia întunecată?

Nu se știe dar există câteva idei, căi prin care această misteroasă parte a Universului să fie explicată.

O posibilitate ar fi ca energia întunecată să fie o propietate a Universului, o constantă cosmologică necesară pentru ca acesta să nu colapseze sub propria greutate. Constanta cosmologică a fost propusă de către Einstein când a descoperit că greutatea Unviersului ar duce la colapsul său. A retras-o după ce s-a descoperit că Universul este în expansiune. În prezent observațiile conduc spre această explicație.

O altă posibilitate este ca energia întunecată să fie un câmp al spațiului, o „chintesență” a spațiului. Putem să îi spunem mai simplu „energia spațiului gol”.

Energia întunecată ar putea fi și un efect al dimensiunilor microscopice nevăzute (paralele) ale Universului, fapt confirmat doar teoretic de teoria corzilor (stringurilor).

Orice ar fi este sigur că energia întunecată există, iar viitorul însuși arată cam întunecat: dacă Universul continuă să rămână în expansiune accelerată, grupul local de galaxii nu va deveni niciodată membru al roiului de galaxii din Virgo. Mai mult: peste câteva sute de miliarde de ani toate galaxiile se vor afla afla mai departe de orizontul nostru și nu vor mai  putea văzute niciodată. La un moment dat chiar super roiurile de galaxii se vor destrăma și fiecare galaxie va pluti prin Univers de una singură.

 

Alte mistere ale Universului:

 

Adrian Șonka
aprilie 2011