Μία πέμπτη θεμελιώδης δύναμη θα μπορούσε να εξηγήσει με νοικοκυρεμένο τρόπο το μυστήριο της σκοτεινής ενέργειας – αλλά και κάποιες άλλες αινιγματικός αστρονομικές παρατηρήσεις.
Ένας κοσμολόγος κάπως έτσι θα μπορούσε να διηγηθεί σύντομα την ιστορία του σύμπαντος: ο Κόσμος μας άρχισε περίπου πριν 13,6 δισεκατομμύρια χρόνια με ένα big bang, μια έκρηξη που προήλθε από μια ακίδα ακραίας θερμότητας και απίστευτης πυκνότητας. Από τότε, συνεχώς ψύχεται και διαστέλλεται και μάλιστα αρχικά αυτό έγινε γρήγορα με εκθετικό τρόπο, αλλά σύντομα η διαστολή απέκτησε μια πιο μετριοπαθή και σταθερή ταχύτητα.
Σε εκείνο το σημείο ο κοσμολόγος μας μπορεί να βρεθεί σε μια μικρή αμηχανία. Διότι, αν οι μετρήσεις της απόστασης των μακρινών σουπερνόβα που έγιναν το 1998 ήταν σωστές, περίπου πριν 5 δισεκατομμύρια χρόνια η επέκταση του σύμπαντος άρχισε να επιταχύνεται εκ νέου. Δεν ξέρουμε το γιατί. Μια μυστηριώδης «σκοτεινή ενέργεια» που διαπερνάει όλο το διάστημα θεωρείται σε γενικές γραμμές ο ένοχος. Αλλά ενώ αυτή η οντότητα προφανώς απομακρύνει τους γαλαξίες με μεγάλη δύναμη, δεν την έχουμε ποτέ δει ή δεν την έχουμε ποτέ δημιουργήσει στο εργαστήριο και φαινομενικά δεν αλληλεπιδρά άμεσα με το φως ή με την ύλη, είτε στη Γη είτε αλλού. Φυσικά τέτοια μη ανιχνεύσιμη οντότητα έρχεται σε αντίθεση με την ουσία της επιστήμης.
Ή μήπως βλέπουμε μόνο τα παρατηρησιακά στοιχεία που αποδεικνύουν ότι είναι ήδη εκεί έξω; Ορισμένες ασυνέπειες στις πρόσφατες αστροφυσικές παρατηρήσεις, εύκολα μπορούμε να τις απορρίψουμε ως παράσιτα αν εξεταστούν μεμονωμένα, όμως θα μπορούσαμε να βγάλουμε ένα αναπάντεχο συμπέρασμα αν τις δούμε όλες μαζί: ότι ο Κόσμος μας διαποτίζεται από μια πέμπτη δύναμη πέρα από τις τέσσερις γνωστές μας, της βαρύτητας, του ηλεκτρομαγνητισμού και της ισχυρής με την ασθενή πυρηνική δύναμη. Αυτό που είναι ασυνήθιστο για αυτήν την πέμπτη δύναμη είναι ότι αλλάζει το εύρος της σύμφωνα με το περιβάλλον της – ένας κοσμικός χαμαιλέοντας που θα μπορούσε να εξηγήσει ακριβώς τα μυστήρια της σκοτεινής ενέργειας.
Η βασική ιδέα για αυτή την πέμπτη δύναμη εκκολάφθηκε το 2004 από τον Justin Khoury και την Amanda Weltman, τότε μέλη μιας ομάδας με επικεφαλής τον γνωστό θεωρητικό των χορδών Μπράιαν Γκριν στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια της Νέας Υόρκης. Η θεωρία χορδών φαίνεται να έχει την καλύτερη πορεία προς την ενοποίηση της βαρύτητας, τη μόνη σήμερα που δεν ενώνεται, με τις άλλες τρεις κάτω από την ομπρέλα της κβαντικής μηχανικής. Η θεωρία αυτή εφαρμόζεται σε 11 διαστάσεις, επτά εκ των οποίων υποτίθεται ότι είναι συμπαγοποιημένες σε τόσο μικρές διαστάσεις, που δεν μπορούμε να τις δούμε. Ορισμένες ‘διαταραχές’ σε αυτές τις περιτυλιγμένες διαστάσεις θα μπορούσαν να είναι αισθητές σε μας σαν "επιπλέον" δυνάμεις στις τέσσερις γνωστές διαστάσεις του χώρου και του χρόνου που βλέπουμε.
Για να έχει αυτή η εικόνα νόημα, οι επιδράσεις στις ορατές διαστάσεις θα πρέπει να ταιριάζουν με τις παρατηρήσεις μας για το σύμπαν. Οι Khoury και Weltman πρότειναν λοιπόν έναν τρόπο για να γίνει αυτό: μια επιπλέον δύναμη θα μπορούσε να διαδοθεί από σωματίδια των οποίων η μάζα εξαρτάται από την πυκνότητα της ύλης γύρω τους. Με αυτόν τον τρόπο, τα αποτελέσματά της θα μπορούσαν να παραμείνουν κάτω από ένα σκοτεινό πέπλο πάνω στη Γη, αόρατα.
Πώς δουλεύει αυτή η άποψη; Εν πρώτοις, στην κβαντομηχανική, το εύρος της επίδρασης μιας δύναμης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη μάζα των σωματιδίων (των φορέων των δυνάμεων), που παράγονται από το συνδεδεμένο πεδίο δυνάμεων: όσο ελαφρύτερο είναι το σωματίδιο, τόσο μεγαλύτερο είναι το εύρος της δύναμης του. Τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία, για παράδειγμα, παράγουν φωτόνια που δεν έχουν καμία απολύτως μάζα, έτσι ώστε το εύρος της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης να είναι άπειρο. Τα σωματίδια που μεταδίδουν την ασθενή πυρηνική δύναμη, από την άλλη πλευρά, είναι εξαιρετικά βαριά και γι αυτό αυτή δεν διαδίδεται πολύ μακριά, έτσι περιορίζεται η ασθενής δύναμη σε μικροσκοπικές κλίμακες, μέσα στους πυρήνες. Με την ισχυρή πυρηνική δύναμη, τα πράγματα είναι λίγο πιο πολύπλοκα: τα συνδεδεμένα σωματίδια φορείς, που ονομάζονται γκλουόνια, είναι άμαζα μεν αλλά έχουν και την ικανότητα να αλληλεπιδρούν με τον εαυτό τους, έτσι εμποδίζεται η δύναμη να διαδοθεί σε μεγάλες αποστάσεις.
Οι Khoury και Weltman ξεκίνησαν από την παρατήρηση ότι η μέση πυκνότητα της ύλης σε κοντινή απόσταση από τη Γη είναι πολύ υψηλή από κοσμική άποψη, περίπου 0,5 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό. Υπό αυτές τις συνθήκες,προτείνουν οι δύο τους, το σωματίδιο που μεταφέρει τη δύναμη – χαμαιλέοντα θα πρέπει να είναι περίπου ένα δισεκατομμύριο φορές ελαφρύτερο από το ηλεκτρόνιο. Η ίδια η δύναμη θα πρέπει να έχει στη συνέχεια ένα εύρος όχι περισσότερο από ένα χιλιοστό – αρκετά μικρό για να παραμείνουν τα αποτελέσματά της απαρατήρητα στο εργαστήριο μέχρι τώρα.
Σε ανοιχτούς χώρους του σύμπαντος, ωστόσο, όπου ένα κυβικό εκατοστό περιέχει μόνο 10-29 γραμμάρια ύλης κατά μέσο όρο, η μάζα των σωματιδίων – χαμαιλέοντες μειώνεται κατακόρυφα, περίπου, 22 τάξεις μεγέθους, που παράγει μια δύναμη που θα μπορούσε να δράσει ακόμα και σε μια απόσταση εκατομμυρίων ετών φωτός. Η χαμένη μάζα του σύμπαντος μπορεί να διαβαστεί ως η ενέργεια από το πεδίο χαμαιλέοντας.
Αν και το αρχικό κίνητρο δεν ήταν να βρούμε έναν μηχανισμό για να εξηγήσει τη σκοτεινή ενέργεια, η ιδέα ότι η δύναμη χαμαιλέοντας θα μπορούσε να το κάνει και μάλιστα καλά, ήταν πάντα στο μυαλό μας, αποκαλύπτει η Weltman. Με μερικές αλλαγές στην αρχική σκέψη, το κατάφεραν. Θα μπορούσε έτσι το πεδίο να δημιουργήσει ένα είδος αρνητικής πίεσης που, σε κοσμική κλίμακα, θα παράγει ένα απωστικό αποτέλεσμα σε αντίθεση με τη ελκτική βαρύτητα. Και με την εξάρτησή της από την πυκνότητα, η δύναμη χαμαιλέοντας θα μπορούσε να φτιαχτεί έτσι ώστε να εμφανιστεί πριν 5 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν η πυκνότητα του διαστελλόμενου σύμπαντος έπεσε κάτω από μια κρίσιμη τιμή. Η δύναμη θα ωθούσε τους γαλαξίες μακριά τον ένα από τον άλλο με έναν συνεχώς αυξανόμενο ρυθμό, παράγοντας το είδος της επιταχυνόμενης διαστολής που παρατηρούμε στο ευρύτερο σύμπαν, ενώ όλα τα υπόλοιπα παραμένουν κρυμμένα στη Γη.
Ταλαντευόμενη ισχύς
Όλα αυτά ακούγονται πολύ ωραία, αλλά πού είναι το ζουμί; Χωρίς αποδεικτικά στοιχεία, το πεδίο χαμαιλέοντας είναι ακριβώς άλλη μία θεωρία για να εξηγήσει τη σκοτεινή ενέργεια. "Η αλήθεια είναι, ότι γνωρίζουμε πολύ λίγα σχετικά με την υποκείμενη φυσική του σκοτεινού πεδίου," λέει ο Khoury. "Η άποψή μου είναι ότι θα αφήσουμε τις παρατηρήσεις και τα πειράματα να αποφασίσουν."
Εδώ είναι ακριβώς που η δύναμη χαμαιλέοντας θα μπορούσε να ξεγελάσει τους αντιπάλους της. Σύμφωνα με την θεωρία Khoury και Weltman, το σωματίδιο χαμαιλέων αλληλεπιδρά με το φως και την ύλη με συγκεκριμένους τρόπους, οπότε σε αντίθεση με το συνονόματό του ερπετό, θα πρέπει να είναι εξαιρετικά εύκολο να το εντοπίσουμε. Αρχικά, ένα φωτόνιο μέσα σε ένα αρκετά ισχυρό μαγνητικό πεδίο θα μπορούσε περιστασιακά να διασπαστεί σε ένα σωματίδιο χαμαιλέων, που θα μπορούσε με τη σειρά του να μετατραπεί ξανά σε φωτόνιο. Αυτή η ταλάντευση μεταξύ των δύο σωματιδίων θα πρέπει να τροποποιεί την ισχύ της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης, που ορίζεται από μια σταθερά, γνωστή ως σταθερά λεπτοδομής, ή άλφα.
Οι περισσότερες αστροφυσικές μετρήσεις στην κοσμική γειτονιά μας δεν δείχνουν καμιά τέτοια μεταβολή στην σταθερά άλφα. Πρόσφατα, ο Sergei Levshakov στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο στην Αγία Πετρούπολη έδειξε ότι η οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή στον Γαλαξία μας είναι μικρότερη από 2 μέρη στα 10 εκατομμύρια. Αλλά υπήρξαν αντίθετες ενδείξεις για τους μακρύτερους γαλαξίες. Το 1999, μια αυστραλιανή ομάδα χρησιμοποίησε τα τηλεσκόπια Keck στη Χαβάη για τη μέτρηση του φωτός που εκπέμφθηκε μεταξύ 5 και 9,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν από ένα μακρινό κβάζαρ. Κατέληξαν έτσι στο συμπέρασμα ότι η σταθερά άλφα κάποτε ήταν μικρότερη κατά περίπου 11 μέρη ανά εκατομμύριο, αν και αναθεωρήθηκε σε 6 μέρη ανά εκατομμύριο το 2003. Τον Ιούνιο του τρέχοντος έτους, ο Nissim Kanekar του Εθνικού Κέντρου για την Ραδιοαστροφυσική στην Ινδία, και οι συνεργάτες του εντόπισαν διαφορές στο φάσμα του φωτός από ένα μοριακό νέφος αερίου 2,9 δισ. έτη φωτός μακριά, που φαίνεται να δείχνει μια τιμή για την άλφα χαμηλότερη, περίπου, 3 μέρη ανά εκατομμύριο.
Εάν τα φωτόνια που ταξιδεύουν προς εμάς από μεγάλες αποστάσεις διέρχονται από περιοχές του διαστήματος με ισχυρά μαγνητικά πεδία και χαμηλή πυκνότητα της ύλης – ιδανικά μέρη για να διασπαστεί σε σωματίδια χαμαιλέοντες – αυτό είναι ακριβώς το αποτέλεσμα που θα περίμενε κανείς. Αν οι αλλαγές αυτές είναι πραγματικές, φαίνεται δύσκολο να τις εξηγήσουμε χωρίς το σωματίδιο χαμαιλέοντα", λέει ο Douglas Shaw, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου.
Η σταθερά άλφα μπορεί να μην είναι η μόνη ποσότητα πάνω στην οποία θα επιδράει το πεδίο χαμαιλέοντας. Τον Απρίλιο του τρέχοντος έτους, ο Levshakov και οι συνεργάτες του προσδιόρισαν την αναλογία της μάζας του ηλεκτρονίου με εκείνη των πρωτονίων μέσα σε άτομα αμμωνίας σε νέφη αερίου στον Γαλαξία μας. Βρήκαν έτσι το ηλεκτρόνιο να είναι σχετικά βαρύτερα από ό,τι στη Γη κατά δύο μέρη ανά 100 εκατομμύρια. Δεδομένου ότι η μάζα του σωματιδίου χαμαιλέοντα αλλάζει σύμφωνα με το περιβάλλον του, είναι εύλογο ότι αυτό τελικά θα αναγκάζει το ηλεκτρόνιο να έλκεται διαφορετικά από το πρωτόνιο. «Είναι πολύ εύκολο να ταιριάξουν τα δεδομένα στο μοντέλο χαμαιλέοντας», λέει ο Shaw.
Αυτό είναι, κατά μία έννοια, και το πρόβλημα: επειδή η θεωρία χαμαιλέοντας έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να ταιριάζει με τις παρατηρήσεις και ακόμα έχει προκύψει από κάτι πιο θεμελιώδες, είναι πολύ εύκολο να προσαρμόσετε τις παραμέτρους του για να ταιριάζει με τα διαθέσιμα στοιχεία.
Ευτυχώς, υπάρχουν και άλλοι τρόποι με τους οποίους ο χαμαιλέοντας θα μπορούσε να δεσμευτεί. Αν ένα φωτόνιο μπορεί πραγματικά να μεταμορφωθεί σε ένα σωματίδιο χαμαιλέων και αντίστροφα, αυτό πρέπει να αφήνει μια υπογραφή στην πόλωση του φωτός που έχει ταξιδέψει μέσα από περιοχές, όπου η δύναμη του χαμαιλέοντα είναι ισχυρή. Μαζί με τον Shaw, ο γερμανός Clare Burrage, πήρε μια γεύση από κάτι παρόμοιο το 2009. Έδειξαν ότι κάποιο φως που ερχόταν από αστέρια σε άλλα μέρη του Γαλαξία μας είναι πολωμένο όχι μόνο κατά 2%, που μπορεί να εξηγηθεί από το διαστρικό σκόνη, αλλά λίγο παραπάνω. "Βρήκαμε μια ενδεικτική αναφορά του χαμαιλέοντα”, αναφέρει ο Burrage.
Ο Shaw προειδοποιεί όμως γι αυτό το ζήτημα: αν και το αποτέλεσμα ήταν στατιστικά σημαντικό, έχει μελετηθεί μόνο σε τρία αστέρια. Αυτοί πρόκειται να επαναλάβουν την ανάλυση σε πολλά άλλα άστρα, συμπεριλαμβανομένων και ορισμένων που βρίσκονται σε απόσταση μόνο 200.000 έτη φωτός περίπου, δηλαδή αρκετά κοντά μας και γι αυτό δεν θα υπήρχε χρόνος για μια εναλλαγή μεταξύ των φωτονίων και των σωματιδίων χαμαιλέοντα στο ταξίδι του φωτός προς εμάς.
Ο Burrage θεωρεί ότι η αλλαγή χαμαιλέοντα-φωτονίου μπορεί να εξηγήσει, επίσης, μια διαφορά που βρέθηκε το 2003, από τον Martin Kunz του Πανεπιστημίου της Γενεύης, και τον Bruce Bassett στο Πανεπιστήμιο του Κέιπ Τάουν. Η πιο γνωστή τιμή για την ηλικία του σύμπαντος, 13.6 δισεκατομμύρια χρόνια, προέρχεται από ακριβείς μετρήσεις του μικροκυματικού κοσμικού υποβάθρου, την ακτινοβολία λείψανο του big bang. Όμως, δύο άλλες μέθοδοι καταλήγουν σε διαφορετικές απαντήσεις. Με τη βοήθεια σουπερνόβα παίρνουμε 13.1 δισεκατομμύρια χρόνια και μετρώντας ραδιογαλαξίες παίρνουμε 14.3 δισεκατομμύρια χρόνια.
Η απόκλιση θα μπορούσε απλώς να κρύβει μια απροσδόκητη τύχη: οι δύο μετρήσεις έχουν μια σχετική αβεβαιότητα και υπάρχει περίπου 1 προς 20 πιθανότητα οι αριθμοί να είναι λάθος, λέει Bassett. Ο Burrage όμως προτείνει μια εναλλακτική λύση: οι σουπερνόβες θα μπορούσαν να εμφανίζονται φωτεινότερες από το αναμενόμενο εάν τα σωματίδια χαμαιλέοντας δημιουργούνται μέσα σε υψηλά μαγνητικά περιβάλλοντα που ταλαντώνονται σε φωτόνια στην πορεία τους προς εμάς. Αυτό θα σήμαινε ότι η σουπερνόβα είναι πιο μακριά από ό,τι μας φαίνεται, που με τη σειρά του θα αυξήσει την ηλικία του σύμπαντος που βγήκε χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο. "Εάν το αποτέλεσμα είναι αληθινά, αυτή θα ήταν μια φυσική εξήγηση," συμφωνεί ο Bassett, προσθέτοντας ότι κι άλλα στοιχεία από την Ψηφιακή Έρευνα του Ουρανού Sloan, θα μπορούσαν να επιλύσουν τη διαφορά χωρίς το χαμαιλέοντα.
Με τους υπολογισμούς των Khoury και Weltman, άμεσες αποδείξεις για τον χαμαιλέοντα θα μπορούσαν, επίσης, να κρύβονται πιο κοντά σε μας: στις διακυμάνσεις της βαρύτητας που αντιμετωπίζουν μικρές δοκιμαστικές μάζες σε περιοχές με διαφορετικές πυκνότητες του περιβάλλοντος. Αυτή η ιδέα θα μπορούσε εύκολα να ελεγχθεί στο διάστημα ή ακόμη και από πειράματα με αερόστατο σε ύψος περίπου 30 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της Γης. Μια γαλλική διαστημική συσκευή, που προγραμματίζεται για εκτόξευση το 2012, θα μετρήσει την επιτάχυνση των αντικειμένων υπό δοκιμή σε ελεύθερη πτώση. Αν η θεωρία χαμαιλέοντας ισχύει, τότε η θεωρία προβλέπει ότι η συσκευή θα πρέπει να βλέπει αντικείμενα σε κάποια απόσταση από τη Γη να επιταχύνονται ελαφρώς γρηγορότερα καθώς πέφτουν, από ό,τι θα περίμενε κανείς από τη θέση τους στο βαρυτικό πεδίο της Γης.
Άμεσες αποδείξεις για την θεωρία χαμαιλέοντας θα μπορούσαν να κρύβονται σε μικροσκοπικές παραλλαγές στη βαρύτητα κοντά στη Γη
Σε τελική ανάλυση, η πιο πειστική απόδειξη για τη δύναμη χαμαιλέοντας θα ήταν να δούμε τα αποτελέσματά της εδώ στη γη. Ο χαμαιλέοντας είχε ως στόχο να εξηγήσει γιατί δεν έχουμε δει αποδεικτικά στοιχεία για μια πέμπτη δύναμη στο εργαστήριο, αλλά μπορεί να ελεγχθεί εάν τα πειράματα είναι σχεδιασμένα με ιδιότητες χαμαιλέοντα στο νου μας. Σε μια δημοσιευμένη εργασία τον Ιούνιο του 2010, ο Shaw και οι συνεργάτες του δείχνουν ακριβώς ένα τέτοιο έλεγχο: τη μέτρηση της δύναμης μεταξύ δύο παραλλήλων πλακών, καθώς αφαιρείται το αέριο ανάμεσα τους. Κανονικά, η δύναμη αυτή θα πρέπει να εξαρτάται μόνο από την πυκνότητα, αλλά θα μπορούσε να αναμένεται μια επιπλέον ελκτική δύναμη σε χαμηλές πυκνότητες, εφόσον η δύναμη χαμαιλέοντας τα σπρώχνει.
Ένα άλλο πείραμα που θα μπορούσε να εντοπίσει τον χαμαιλέοντα είναι το πείραμα GammeV στο Fermilab. Περιλαμβάνει την αναπήδηση μιας δέσμης λέιζερ γύρω από μια κοιλότητα με τζάμια για περίπου 5 ώρες, και στη συνέχεια, την διακοπή της τροφοδοσίας. Αν η θεωρία του χαμαιλέοντα ισχύει, κάποια φωτόνια θα ταλαντώνονται σε σωματίδια χαμαιλέοντες που θα αναπηδήσουν πίσω από τα υάλινα παράθυρα και δεν θα περάσουν από μέσα τους όπως τα φωτόνια. Κάποια από αυτά θα ταλαντώνονται (θα μετατρέπονται) πίσω σε φωτόνια και θα ξεφύγουν, δημιουργώντας έτσι μια ορατή καθυστερημένη υστερολαμπή.
Μέχρι στιγμής, το πείραμα GammeV δεν έχει δει τίποτα, ενώ αποκλείει πολλές πιθανές μάζες για τα σωματίδια χαμαιλέοντας. Το ίδιο ισχύει και για το Πείραμα Άξιον της Σκοτεινής Ύλης στο Εργαστήριο Lawrence Livermore στην Καλιφόρνια, το οποίο φτιάχτηκε για την ανίχνευση της σκοτεινής ύλης, ερευνώντας για σκαμπανεβάσματα στα μικροκύματα που αναπηδούν μέσα σε μια κοιλότητα. Αλλά το γεγονός ότι η θεωρία μπορεί να ελεγχθεί ενεργά από πειράματα δείχνει πόσο σοβαρά αυτή έχει ληφθεί, από τους επιστήμονες τονίζει ο Khoury. "Είναι κολακευτικό”, λέει.
Ο Shaw υποστηρίζει ότι με βελτιωμένες εργαστηριακές και διαστημικές δοκιμές, η θεωρία χαμαιλέοντας θα μπορεί θα επιβεβαιωθεί – ή να αποκλεισθεί – εντός των επόμενων 10 ετών. Αλλιώς υπάρχει μικρή ελπίδα να πάρουμε πιθανές απαντήσεις στο αίνιγμα της σκοτεινής ενέργειας με πειραματικούς ελέγχους σύντομα. Η Weltman λέει ότι βλέπει υπαινιγμούς και όχι ισχυρά αποδεικτικά στοιχεία για την θεωρία χαμαιλέοντας μέχρι τώρα, αλλά πιστεύει ότι η θεωρία αξίζει να ελεγχθεί. "Μου αρέσει ότι είναι ελεγχόμενη θεωρία”, λέει.
Οι διαφορετικοί δρόμοι για την εξήγηση της σκοτεινής ενέργειας
Η θεωρία χαμαιλέοντας σε καμία περίπτωση δεν σημαίνει ότι είναι η πρώτη απόπειρα για να εξηγηθεί η σκοτεινή ενέργεια.
Η κοσμολογική σταθερά είναι η μέχρι τώρα καθιερωμένη εξήγηση. Αυτός ο πρόσθετος όρος στην εξισώσεις της γενικής σχετικότητας, που είναι μια απωθητική δύναμη για να αντισταθμίσει την ελκτική βαρυτική δύναμη, εισήχθη από τον Einstein για να εξασφαλίσει ότι το σύμπαν δεν θα διαστέλλεται ούτε θα συστέλλεται, αλλά θα παραμένει σταθερό όπως έλεγε τότε η κοσμολογία. Λέγεται ότι αργότερα αυτός την αποκάλεσε σαν "το μεγαλύτερο λάθος της ζωής μου”. Από το 1999, όταν οι παρατηρήσεις της εξασθένησης του φωτός των μακρινών σουπερνόβα πρότειναν ότι η κοσμική διαστολή έχει επιταχυνθεί, η ιδέα της κοσμολογικής σταθεράς έχει επιστρέψει στη μόδα.
Μια εναλλακτική εξήγηση δίνεται από την πεμπτουσία, ένα πεδίο που διαπερνά όλο το σύμπαν. Πέντε δισεκατομμύρια χρόνια πριν, οι πιέσεις που συνδέονται με το πεδίο αυτό έγιναν αρνητικές, αναγκάζοντας την κοσμική διαστολή να επιταχυνθεί. Η δύναμη χαμαιλέοντας είναι παρόμοια με την πεμπτουσία, αλλά αυτή αλληλεπιδρά επίσης με την ύλη, καθιστώντας την έτσι δυνητικά πιο εύκολο να την παρατηρήσουμε.
Τέλος, στα ανομοιογενή μοντέλα του σύμπαντος, γνωστά και ως σύμπαντα «ελβετικό τυρί», η επιτάχυνση της κοσμικής διαστολής είναι μια οφθαλμαπάτη που προκαλείται από την άνιση κατανομή της ύλης στο σύμπαν.
Πηγή: New Scientist
Leave a Comment