Μια ομάδα αστρονόμων έχει εντοπίσει αποτελέσματα της «σκοτεινής ενέργειας», μέσα στην Τοπική Ομάδα των γαλαξιών που περιέχει και τον δικό μας Γαλαξία.
Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν τον όρο «σκοτεινή ενέργεια» για να περιγράψουν το μυστηριώδη πεδίο που θεωρούν ότι πρέπει να περιέχεται στον κενό χώρο του Σύμπαντος, και που αναγκάζει τους γαλαξίες να απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο με επιτάχυνση.
Η ομάδα περιλαμβάνει ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Αλαμπάμα, καθώς και από τη Φινλανδία και τη Ρωσία. Η έρευνα τους παρουσιάστηκε σε μια συνεδρίαση Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στην Ουάσιγκτον ενώ δημοσιεύτηκε στην πιο πρόσφατη έκδοση του περιοδικού της Ευρωπαϊκής Αστρονομίας και Αστροφυσικής,
Η έρευνα τους δείχνει ότι τα αποτελέσματα της επιτάχυνσης από την σκοτεινή ενέργεια δρουν και στις "μικρές" κλίμακες των εκατομμυρίων ετών φωτός, σε αντίθεση με τα αποτελέσματα προηγούμενων ερευνών που έδειχναν ότι η σκοτεινή ενέργεια δρα σε αποστάσεις δισεκατομμυρίων ετών φωτός.
Το σύμπαν έχει συμπληρωθεί με πλήθος γαλαξιών που το καθένα περιέχει δισεκατομμύρια αστέρια και άλλη βαρυτική ύλη. Η κατανομή των γαλαξιών γίνεται σε ομάδες με τους περισσότερους γαλαξίες να ανήκουν σε συστήματα, που κυμαίνονται από ομάδες μερικών δεκάδων γαλαξιών έως σμήνη με χιλιάδες γαλαξίες.
Εξ αιτίας της διαστολής του σύμπαντος από το Big Bang, αυτά τα συστήματα των γαλαξιών παρατηρούνται με τη βοήθεια φασματικών γραμμών των οποίων τα μήκη κύματος τους είναι μετατοπισμένα προς το ερυθρό (redshift), εξ αιτίας της απομάκρυνσης τους ο ένας από τον άλλο, λέει ο Gene Byrd, ομότιμος καθηγητής της Φυσικής και Αστρονομίας στην Αλαμπάμα. Όσο δε μεγαλύτερη απόσταση από μας έχουν οι γαλαξίες τόσο πιο γρήγορα κινούνται, εξ αιτίας της κοσμολογικής διαστολής του σύμπαντος.
Εκτός από την κοσμολογική μετατόπιση τους προς το ερυθρό, οι γαλαξίες στις ομάδες που βρίσκονται, δείχνουν άλλοι μικρότερες και άλλοι μεγαλύτερες μετατοπίσεις προς το ερυθρό του μήκους κύματος τους, λόγω και της εσωτερικής τροχιακής τους κίνησης μέσα στην ομάδα τους (μετατόπιση Doppler) . Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1980, μέλη της ομάδας του Gene Byrd, και του Mauri Valtonen, από την Φινλανδία, εξήγησαν ότι για την υπερβολική μετατόπιση προς το ερυθρό, λόγω του φαινομένου Doppler, φταίει ότι τα περισσότερα μέλη του σμήνους των γαλαξιών υποχωρούν (απομακρύνονται) από τα κέντρα της ομάδας τους και όχι ότι άλλοι γαλαξίες κινούνται προς τα μέσα και άλλοι προς τα έξω.
Όμως η εξήγηση του γιατί αυτοί οι γαλαξίες – μέλη της ομάδας – απομακρύνονταν από τις ομάδες τους, έπρεπε να περιμένει μια νέα σημαντική ανακάλυψη. Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1990, θεωρείτο ότι η βαρύτητα της ύλης μέσα στο σύμπαν κυβερνούσε την τύχη του, επιβραδύνοντας την διαστολή του σύμπαντος, τόνισε ο Byrd.
Οι αστρονόμοι τέλη του ‘90 χρησιμοποίησαν την υπερκαινοφανή έκρηξη (σουπερνόβα) των άστρων για να μετρήσουν πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις έως τους γαλαξίες, μαζί με τις κοσμολογικές μετατοπίσεις τους προς το ερυθρό (redshifts). Όμως αυτές οι αποστάσεις και τα redshifts έδειξαν μια πρόσθετη μυστηριώδης «σκοτεινή ενέργεια», η οποία επιταχύνει πραγματικά την διαστολή του σύμπαντος.
Ο Byrd επεσήμανε ότι, σε αντίθεση με την μείωση της έντασης της βαρύτητας με την αύξηση της απόστασης, οι παρατηρήσεις μακρινών γαλαξιών έδειξαν ότι η σκοτεινή ενέργεια αντίθετα επιταχύνει το φαινόμενο της διαστολής με την αύξηση της απόστασης.
Οι παρατηρήσεις αναφέρουν, επίσης, ότι, λόγω της διασποράς σε μεγαλύτερη έκταση της βαρυτικής ύλης, καθώς οι γαλαξίες υποχωρούν ο ένας από τον άλλο, πριν περίπου 6 έως 7 δισεκατομμύρια χρόνια, η "απωθητική” σκοτεινή ενέργεια πραγματικά κυριάρχησε πάνω στην βαρύτητα.
Χρησιμοποιώντας την εξίσωση ισοδυναμίας μάζας/ενέργειας του Αίνστάιν (Ε = mc^2), βρέθηκε ότι η σχετική αναλογία σήμερα είναι 72 τοις εκατό σκοτεινή ενέργεια και μόνο το 28 τοις εκατό βαρυτική ύλη (κανονική και σκοτεινή ύλη).
Το επόμενο βήμα για την κατανόηση του τι συνέβαινε με τους γαλαξίες, σύμφωνα με τον Byrd, έγινε αμέσως μετά την ανακάλυψη της σκοτεινής ενέργειας. Τα μέλη της ερευνητικής ομάδας συνειδητοποίησαν ότι η σκοτεινή ενέργεια θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις πάνω στην κίνηση των γαλαξιών μέσα στις ομάδες των γαλαξιών με μια διαχωριστική γραμμή πολύ μικρότερη από τα δισεκατομμύρια έτη φωτός, που νομίζαμε έως τώρα ότι θα εμφανίζεται.
Η έρευνα εκμεταλλεύεται το γεγονός ότι οι πρόσφατες παρατηρήσεις του Hubble δίνουν στους αστρονόμους τις αποστάσεις των μεμονωμένων μελών της τοπικής ομάδας γαλαξιών και τις ταχύτητες λόγω Doppler με βελτιωμένη ακρίβεια, είπε ο Byrd.
Κατά τη συνάντηση, ο Byrd παρουσίασε αποτυπώσεις των αποστάσεων καθώς και της ταχύτητας Doppler, που δείχνουν ότι κοντά στο κέντρο της τοπικής ομάδας, ίσος αριθμός μελών προσεγγίζουν και υποχωρούν σε τροχιές που σχηματίζουν ένα σφικτό σύστημα.
Ο Γαλαξίας μας και ο γαλαξίας της Ανδρομέδας – 2,5 εκατομμύρια έτη φωτός μόνο μακριά μας – κυριαρχούν σε αυτή την κεντρική περιοχή που περιλαμβάνει την περισσότερη βαρυτική μάζα. Ωστόσο, η ομάδα διαπίστωσε ότι έξω από τα 4,6 εκατομμύρια έτη φωτός (μεταβατική ακτίνα) όλα τα μικρά μέλη της τοπικής ομάδας υποχωρούν αρκετά (απομακρύνονται). Σε μεγαλύτερες αποστάσεις δε τα μικρά μέλη υποχωρούν πιο γρήγορα.
Η ομάδα επισημαίνει ότι μέσα από αυτή την μεταβατική απόσταση, η προς το εσωτερικό βαρυτική δύναμη και η προς τα έξω επιτάχυνση λόγω της σκοτεινής ενέργειας είναι συνολικά μηδέν. Η αύξηση της υποχώρησης των γαλαξιών πέραν της ακτίνας των 4,6 εκατομμυρίων ετών, δείχνει ότι σε αυτές τις αποστάσεις και πάνω αυξάνει η δράση της σκοτεινής ενέργειας με την απόσταση. Η αύξηση αυτή είναι παρόμοια, όπως έχει διαπιστωθεί στο παρελθόν από τις παρατηρήσεις των γαλαξιών, με αυτήν που ισχύει σε δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.
Από τα αποτελέσματα αυτής της εργασίας, ο Byrd τόνισε ότι οι ιδέες σχετικά με τη φύση της σκοτεινής ενέργειας θα πρέπει τώρα να λαμβάνουν υπόψη τις επιπτώσεις της πάνω στην επιτάχυνση και την εξάρτηση της από την απόσταση σε μια κλίμακα 1/1000 από αυτές τις αποστάσεις που μέχρι τώρα νομίζαμε ότι δρα.
Από τις ταχύτητες και τις αποστάσεις των μελών της τοπικής ομάδας γαλαξιών, την μεταβατική ακτίνα και την ηλικία του σύμπαντος, η ερευνητική ομάδα θεωρεί ότι η ‘τοπική’ σκοτεινή ενεργειακή πυκνότητα είναι συνεπής με την υπολογισμένη τιμή για τις μεγάλες αποστάσεις. Ο Byrd συμπλήρωσε επίσης ότι τα αποτελέσματα της σκοτεινής ενέργειας πρέπει να περιλαμβάνονται στην εκτίμηση της βαρυτικής μάζας στις ομάδες των γαλαξιών, με τις αναθεωρημένες εκτιμήσεις να κάνουν λόγο για περίπου 4 τρισεκατομμύρια ηλιακές μάζες για την τοπική ομάδα γαλαξιών.
Πηγή: physorg.com
Leave a Comment