Μήπως η σκοτεινή ενέργεια είναι μια κοσμική πλάνη

 Άρθρο: Μάρτιος 2008

Όταν δύο ομάδες αστρονόμων ανέλαβαν το 1998 να μετρήσουν το ρυθμό διαστολής του σύμπαντος, ήταν μια αποστολή ρουτίνας. Η κοσμική ιστορία είχε ήδη γραφτεί: ο Κόσμος άρχισε με το big bang, που ξεχύθηκε αστραπιαία προς τα έξω και μετά συνέχισε να διαστέλλεται όλο και περισσότερο αργά, γιατί η ανηλεής βαρύτητα συγκρατούσε την επιτάχυνση της διαστολής. Οι αστρονόμοι έψαχναν εναγωνίως για ορισμένους υπερκαινοφανείς, άστρα που εκρήγνυνται στο τελευταίο στάδιο της ζωής τους, που το πολύτιμο φως τους θα επιβεβαίωνε αυτές τις λεπτομέρειες.

Δεν φαντάστηκαν όμως ότι οι υπερκαινοφανείς θα είχαν να μας πουν μια τελείως διαφορετική ιστορία. Οι απόμακρες σουπερνόβες αποδείχθηκαν πολύ πιο μακριά από όσο θα αναμενόταν εάν η διαστολή του Κόσμου επιβραδυνόταν. Και οι δύο ομάδες ζαλίστηκαν από το αναπόφευκτο συμπέρασμα: αντί της επιβράδυνσης, η διαστολή του Κόσμου επιταχυνόταν. Αλλά γιατί;

Έχει γίνει η πιο ενοχλητική ερώτηση στην αστροφυσική εδώ και 10 χρόνια, και δυστυχώς σήμερα δεν είμαστε πιο κοντά στην απάντηση από τότε.

Όμως μερικοί σαν τον αστροφυσικό Ethan Siegel κάνουν τη ρητορική ερώτηση "Επιταχύνεται πράγματι ο Κόσμος;" .

Και καθώς οι επιστήμονες γιορτάζουν τη 10η επέτειο από την ανακάλυψη ενός Κόσμου που επιταχύνεται εξ αιτίας της σκοτεινής ενέργειας, οι αμφιβολίες αρχίζουν να εμφανίζονται σε πολλές δημοσιεύσεις. Και εξετάζονται σε αυτές και ο πληθωρισμός και το σύμπαν αν επιταχύνεται.

Μια φορά κι έναν καιρό οι επιστήμονες υπέθεταν ότι η Γη ήταν κέντρο του Κόσμου, και οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από μας. Για τον καθέναν που παρατηρεί τον ουρανό βλέπει πολλές φορές τους πλανήτες να δείχνουν ότι κινούνται προς τα πίσω στις τροχιές τους. Για να εξηγήσουν αυτή την ανάδρομη κίνηση των πλανητών οι επιστήμονες πρόσθεσαν τους επίκυκλους, κύκλους μέσα στους κύκλους. Κάποιοι μάλιστα έφτιαξαν μοντέλα που περιείχαν 60-100 επίκυκλους.

Κάποιος που παρατηρεί το Κοσμικό Υπόβαθρο βλέπει ότι μεγάλες περιοχές του ουρανού έχουν φθάσει σε μια θερμική ισορροπία, ως η ταχύτητα του φωτός να ήταν κάποτε πιο γρήγορη. Αυτό είναι το πρόβλημα των οριζόντων. Πριν σχεδόν 30 χρόνια ο Alan Guth και άλλοι πρότειναν ότι ο πρώιμος Κόσμος επεκτάθηκε με μια φοβερή ταχύτητα, πολλές φορές γρηγορότερη από του φωτός. Αυτός ο πληθωρισμός θα παραβίαζε και τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής και της σχετικότητας που λέει ότι τίποτα δεν ταξιδεύει γρηγορότερα από το φως. Σήμερα η θεωρία του πληθωρισμού έχει γίνει τόση που εμπεριέχει πολλούς 'επίκυκλους'. Ο πληθωρισμός μοιράζεται με τις χορδές την βολική ιδιότητα να είναι μη αποδείξιμη. Επειδή δεν μπορούμε να πάμε πίσω στον χρόνο προς το Big Bang, ή να αναπαραγάγουμε τις αφάνταστες ενέργειές της, η πληθωριστική υπόθεση δεν μπορεί ποτέ να αποδειχθεί.

Στο τεύχος του Μαρτίου το περιοδικό Physics Today θέτει στο επίκεντρο τις "Εναλλακτικές Λύσεις του Κοσμικού Πληθωρισμού". Και είναι αρκετά ευγενικοί γιατί  αναφέρουν και μια άλλη ιδέα:

"Το σενάριο της μεταβλητής ταχύτητας του φωτός είναι μια εναλλακτική λύση στην πληθωριστική κοσμολογία, και υποθέτει ότι η ταχύτητα του φωτός στον πολύ πρώιμο κόσμο ήταν πολύ μεγαλύτερη από όσο είναι σήμερα. Σε σχέση με το Καθιερωμένο Μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης, η ενισχυμένη ταχύτητα του φωτός αυξάνει το μέγεθος μιας περιοχής που μπορεί να είναι σε αιτιώδη επαφή. Κατά συνέπεια το σενάριο της μεταβλητής ταχύτητας του φωτός προσφέρει μια λύση στο πρόβλημα των οριζόντων. Λύνει επίσης και το πρόβλημα λειότητας της κοσμολογίας του Καθιερωμένου Μοντέλου.

Αντίθετα από τον πληθωρισμό, που δεν μπορεί ποτέ να εξεταστεί για το αν ισχύει, η ταχύτητα του φωτός αλλάζει αμέσως με ένα μικροσκοπικό ρυθμό. Τα καλύτερα στοιχεία προέρχονται από τις μετατοπίσεις προς το ερυθρό (redshifts) των απόμακρων σουπερνοβών τύπου Ia. Επειδή ο καθένας που εξέτασε τα δεδομένα των απόμακρων υπερκαινοφανών μπόρεσε να δει ότι η ταχύτητα του φωτός έχει επιβραδυνθεί, οι επιστήμονες πρόσθεσαν μια απωστική "σκοτεινή ενέργεια" που αναγκάζει το σύμπαν να επιταχύνεται σε σχέση με το φως. Μια βιομηχανία θεωριών "σκοτεινής ενέργειας" έχει αναπτυχθεί, περιέχοντας πολλούς επίκυκλους. Και δεδομένου ότι δεν μπορούμε να ταξιδέψουμε στο διαγαλαξιακό διάστημα για να συλλέξουμε λίγη από αυτή την ενέργεια, η υπόθεση της "σκοτεινής ενέργειας" δεν μπορεί ποτέ να αποδειχθεί.

Πρόσφατα το New Scientist πρότεινε σε ένα άρθρο του ότι η σκοτεινή ενέργεια είναι ακριβώς μια κοσμική πλάνη, μια παραίσθηση. Στο άρθρο αυτό αναφέρονται στην συναρπαστική εργασία του David Wiltshire στο πανεπιστήμιο του Canterbury της Νέας Ζηλανδίας. Ο Wiltshire έχει βρει ένα μοντέλο του Κόσμου με τη σκοτεινή ύλη κατά 90% και τη βαρυονική ύλη με 10%, και καμία σκοτεινή ενέργεια. Αυτό το μοντέλο έχει μια ηλικία 14,7 δισεκατομμυρίων ετών, αλλά ακόμα μεγαλύτερη στα απόμακρα μέρη του σύμπαντος. Σε αυτές τις απόμακρες περιοχές, ο χρόνος θα περνούσε με ένα διαφορετικό ρυθμό. Ένας μεταβαλλόμενος ρυθμός του χρόνου είναι από μαθηματική άποψη ισοδύναμο με μια μεταβαλλόμενη ταχύτητα του φωτός.

Συγχρόνως οι εναλλακτικές λύσεις του πληθωρισμού και της "σκοτεινής ενέργειας" δεν μπορούσαν εύκολα να παρουσιαστούν. Σήμερα όμως δημοσιεύσεις των κυρίαρχων θεωριών αρχίζουν να εξετάζουν αυτές τις συχνότερες υποθέσεις. Υπάρχει άραγε χώρος για μια θεωρία που θα μπορούσε να τις αντικαταστήσει, που θα μπορούσε να είναι κάτι το πολύ απλό σαν το νόμο του Νεύτωνα.

Πηγές, δίκτυο και New Scientist