Μήπως η αντιβαρύτητα ή σκοτεινή ενέργεια διαρρέει από ένα παρακείμενο σύμπαν; Μπορεί να το μάθουμε σύντομα

Νέα αποτελέσματα από την έρευνα Galaxy Evolution Explorer της NASA και το Αγγλο-Αυστραλιανό τηλεσκόπιο επιβεβαιώνουν ότι η σκοτεινή ενέργεια είναι μια ήρεμη, ομοιόμορφη δύναμη που κυριαρχεί πλέον πάνω στην βαρύτητα. Οι παρατηρήσεις της επιβεβαιβεώνονται από ακριβείς μετρήσεις της απομάκρυνσης των γαλαξιακών ζευγών.

Διαρροή βαρύτητας από άλλο σύμπαν

Αλλά τι προκαλεί αυτή την «ήρεμη, ομοιόμορφη δύναμη» που κυριαρχεί πάνω στη βαρύτητα; Οι αστρονόμοι γνωρίζουν εδώ και χρόνια ότι κάτι άγνωστο αναγκάζει τον...
Γαλαξία μας, όπως και δισεκατομμύρια άλλους γαλαξίες να απομακρύνονται μεταξύ τους με την ιλιγγιώδη ταχύτητα των 22 εκατομμυρίων χιλιομέτρων την ώρα. Αλλά δεν μπορούσαν να εντοπίσουν τι είναι ακριβώς, ή πού βρίσκεται.
Μπορεί να επίκειται μία από τις πιο συναρπαστικές ανακαλύψεις του νέου αιώνα μας, αν ο επιταχυντής LHC παράγει νανο-μαύρες τρύπες. Σύμφωνα με την καλύτερη σύγχρονη θεωρία μας, τέτοιες νάνο μαύρες τρύπες δεν ήταν δυνατόν να παραχθούν με τα επίπεδα ενέργειας που αναπτύσσονται στον LHC, αλλά θα μπορούσαν να γεννηθούν μόνο εάν ένα παράλληλο σύμπαν παρείχε μια επιπλέον βαρυτική δύναμη. Διάφορες εκδοχές της θεωρίας του πολυσύμπαντος δείχνουν ότι υπάρχει τουλάχιστον ένα άλλο σύμπαν πολύ κοντά στο δικό μας, ίσως και ένα χιλιοστό μόνο μακριά μας. Το γεγονός αυτό (αν είναι αλήθεια) καθιστά πιθανό η βαρύτητα από το άλλο σύμπαν, να “διαρρέει” προς το δικό μας, κάτι που θα ήταν υπεύθυνη για την παραγωγή της σκοτεινής ενέργειας και της σκοτεινής ύλης που απαρτίζουν το 96% του δικού μας σύμπαντος.

Ο φημισμένος για την εργασία του πάνω στη θεωρία των χορδών Burt Ovrut, που σήμερα είναι Καθηγητής Θεωρητικής Φυσικής Υψηλών Ενεργειών στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια, φαντάστηκε δύο σύμπαντα βράνες, σαν το δικό μας, που χωρίζονται από ένα μικρό κενό της τάξεως των 10^-32 μέτρων. Δεν μπορεί όμως να υπάρξει επικοινωνία μεταξύ των δύο κόσμων, εκτός από την βαρυτική έλξη του παράλληλου σε μας σύμπαντος, η οποία θα μπορούσε να διασχίσει αυτό τα μικροσκοπικό κενό.

Η νέα έρευνα

Τελευταία 26 αστρονόμοι από 14 διαφορετικά Ινστιτούτα με τη χρήση του Αγγλο-Αυστραλιανού τηλεσκοπίου, συνέβαλαν στο πρότζεκτ «WiggleZ Dark Energy Survey», που χαρτογράφησε την κατανομή των γαλαξιών σε ένα πρωτοφανή όγκο του Σύμπαντος.

Επειδή το φως χρειάζεται πάρα πολύ χρόνο να φτάσει στη Γη από τα απώτερα άκρα του σύμπαντος, ήταν σαν να κοιτάξαμε πίσω στον χρόνο κατά επτά δισεκατομμύρια χρόνια – περισσότερο από τη μισή ηλικία του σύμπαντος, αρχής δεδομένης από το Big Bang.

"Ήταν η πρώτη γαλαξιακή έρευνα που επεκτάθηκε σε μια τόσο μεγάλη έκταση του κοσμικού χρόνου”, δήλωσε ο Michael Drinkwater από το Πανεπιστήμιο του Queensland στην Αυστραλία (UQ).

Η έρευνα, που κάλυψε πάνω από 200.000 γαλαξίες, χρειάστηκε τέσσερα χρόνια για να ολοκληρωθεί και είχε στόχο να μετρήσουν τις ιδιότητες της «σκοτεινής ενέργειας» – μια έννοια που αρχικά αναπτύχθηκε από τον Αϊνστάιν στη θεωρία της Γενικής Σχετικότητας.

Η σκοτεινή ενέργεια είναι το όνομα που έδωσαν οι αστρονόμοι στα τέλη του 1990 σε μια άγνωστη αιτία που προκαλεί την επιτάχυνση της διαστολής του Σύμπαντος. Αυτό το μυστηριώδες φαινόμενο, που αψηφά τη βαρύτητα, αποτελεί περίπου το 72 τοις εκατό του Σύμπαντος, ενώ το 24 τοις εκατό αποτελεί τη σκοτεινή ύλη, και το υπόλοιπο 4 τοις εκατό είναι η συνηθισμένη ύλη που φτιάχνει τους πλανήτες, τα αστέρια και τους γαλαξίες.

«Η ανακάλυψη της επιτάχυνσης ήταν ένα τεράστιο σοκ, επειδή πήγαινε ενάντια σε όλα όσα νομίζαμε ότι γνωρίζαμε για τη βαρύτητα," αναφέρει η συν-ερευνήτρια Tamara Davis από το Πανεπιστήμιο του Queensland. "Το πρόβλημα ήταν, ότι τα δεδομένα των σουπερνόβα δεν θα μπορούσαν να μας πουν αν η σκοτεινή ενέργεια ήταν πραγματικά εκεί, ή αν η ίδια η θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν ήταν μια αποτυχία."

Σε μια νέα έρευνα λοιπόν στην Αυστραλία οι αποστάσεις των γαλαξιών έχουν υπολογιστεί με βάση ένα «πρότυπο κανόνα." Η μέθοδος αυτή βασίζεται στην προτίμηση ζεύγη γαλαξιών που πρέπει να έχουν μεταξύ τους απόσταση 490 εκατομμυρίων ετών φωτός σήμερα. Αυτή η μεταξύ τους απόσταση φαίνεται να ελαττώνεται καθώς πάμε πίσω στον χρόνο, ακριβώς όπως ένας χάρακας σταθερού μήκους.

Το πρότζεκτ «WiggleZ» χρησιμοποίησε δύο άλλα είδη παρατηρήσεων για να δώσει έναν ανεξάρτητο έλεγχο πάνω στα αποτελέσματα των σουπερνόβα: Η μία μέτρησε του πως οι γαλαξίες είναι κατανεμημένοι στο χώρο και η άλλη μέτρησε του πόσο γρήγορα τα σμήνη των γαλαξιών σχηματίστηκαν με την πάροδο του χρόνου.

Στο διάγραμμα φαίνεται καθαρά ότι η διαστολή του σύμπαντος επιταχύνεται. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει εκτός της συνηθισμένης ύλης και η σκοτεινή ενέργεια με τη μορφή της Λ του Einstein

Σύμφωνα με τον καθηγητή Warrick Couch, Διευθυντή του Κέντρου Αστροφυσικής, η επιβεβαίωση της ύπαρξης της αντι-βαρύτητας είναι ένα σημαντικό βήμα προς την κατανόηση του Σύμπαντος.

"Αν και η ακριβής φυσική που απαιτείται για να εξηγήσει τη σκοτεινή ενέργεια παραμένει ένα μυστήριο, το ότι γνωρίζουμε ότι υπάρχει η σκοτεινή ενέργεια έχει βοηθήσει στην κατανόηση για την προέλευση, την εξέλιξη και τη μοίρα του Σύμπαντος», τόνισε.

Ισχυρός φασματογράφος

Οι παρατηρήσεις του WiggleZ έγινε δυνατή λόγω ενός ισχυρού φασματογράφου που βρίσκεται στο αγγλο-αυστραλιανό τηλεσκόπιο. Ο φασματογράφος αυτός ήταν σε θέση να πάρει εικόνες από 392 γαλαξίες ανά ώρα, και των γαλαξιών που βρίσκονται στα μισά του δρόμου προς την άκρη του παρατηρήσιμου Σύμπαντος.

Επίσης, ένας άλλος φασματογράφος το Μαγνητικό Φασματόμετρο Alpha, μια συσκευή πάνω από 6.900 κιλά, που θα ψάχνει για κοσμικές ακτίνες – υψηλής ενέργειας φορτισμένα σωματίδια που έρχονται από το διάστημα – παραδόθηκε την περασμένη εβδομάδα ανέπαφα στον ISS.

Το τελευταίο όργανο περιέχει ένα μόνιμο μαγνήτη, περίπου, 1.900 kg για να δημιουργήσει ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο πάνω από 3.000 φορές την ένταση του πεδίου της Γης. Αυτός ο μαγνήτης εκτρέπει τις κοσμικές ακτίνες, έτσι ώστε να γίνει ανάλυση των ιδιοτήτων τους, όπως το φορτίο και η ταχύτητα τους.

Ο Sam Ting, επιστημονικός υπεύθυνος για το πείραμα Alpha Magnetic Spectrometer-2, ελπίζει ότι θα μας δώσει στοιχεία που θα αποδεικνύουν την ύπαρξη των παράλληλων κόσμων που αποτελούνται από αντι-ύλη. Οι τυχόν ανακαλύψεις θα μπορούσαν να επαληθεύουν τις θεωρίες και να απαντήσουν σε βασικές ερωτήσεις σχετικά με το πώς σχηματίστηκε το Σύμπαν.

Σύμφωνα με τον Sam Ting, το πείραμα ήδη έδωσε τα πρώτα του δεδομένα καθώς περίμενε την ημερομηνία εκτόξευσης με το διαστημικό λεωφορείο Endeavour, Το AMS-02 θα ψάξει ανάμεσα στις κοσμικές ακτίνες για κάποια εξωτικά σωματίδια, για αντιύλη και για σκοτεινή ύλη. Το όργανο θα τοποθετηθεί στο εξωτερικό τμήμα του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού (ISS) και δεν θα απαιτήσει διαστημικούς περιπάτους για να προσκολληθεί.

Από τα πλεονεκτικό σημείο που βρίσκεται το ANS υπάρχει η ελπίδα ότι το πείραμα θα ανοίξει ένα νέο παράθυρο στην σωματιδιακή φυσική και έτσι να προκαλέσει μια επανάσταση στην κατανόηση του Σύμπαντος.

Υπάρχει, επίσης, η ελπίδα ότι το πείραμα θα ανακαλύψει σωματίδια που το φορτίο τους τους θα είναι ακριβώς το αντίθετο από τα συνηθισμένα σωματίδια (αντιύλη).

Παράλληλα Σύμπαντα

Οι τυχόν ανακαλύψεις θα μπορούσαν να επαληθεύσουν τις θεωρίες και να απαντήσουν σε βασικές ερωτήσεις σχετικά με το πώς σχηματίστηκε το Σύμπαν, όπως την θεωρία του Burt Ovrut, ο οποίος υπήρξε πρωτοπόρος της Μ-θεωρίας των υπερχορδών, που μπορεί να εξηγεί τη Μεγάλη Έκρηξη χωρίς την παρουσία μιας ιδιομορφίας.

Η θεωρία Orvut για σύμπαντα-βράνες θα μπορούσε να εξηγήσει την επίδραση της σκοτεινής ύλης στις περιοχές όπου το Σύμπαν είναι βαρύτερα από ό,τι θα πρέπει να είναι αν υπήρχε μόνο η κανονική ύλη. Με τη θεωρία του Ovrut, κάποια προβλήματα γύρω από το Big Bang (από τι ξεκίνησε και τι προκάλεσε την έναρξη του Big Bang) αντικαθίστανται από ένα αιώνιο κοσμικό κύκλο, όπου η σκοτεινή ενέργεια δεν είναι πλέον μια μυστηριώδη άγνωστη ποσότητα, αλλά μάλλον η επιπλέον βαρυτική δύναμη που αναγκάζει το σύμπαν να αλληλεπιδράσει με το άλλο σύμπαν (αλληλεπίδραση βράνης-βράνης).

Πηγή: Daily Galaxy

(από physics4u)