Βρέθηκε μια άμεση ένδειξη για την σκοτεινή ενέργεια

Από το περιοδικό Nature, Αύγουστος 2003

Η σκοτεινή ενέργεια είναι μια μυστηριώδης δύναμη που προκαλεί την επιτάχυνση της διαστολής του Σύμπαντος. Οι αστρονόμοι βρήκαν μια πρώτη άμεση ένδειξη ότι η σκοτεινή ενέργεια - μια αντισταθμιστική δύναμη προς την βαρύτητα - υπάρχει σε όλο το Σύμπαν. 

Ο Ryan Scranton του Πανεπιστημίου του Pittsburgh στην Pennsylvania και οι συνεργάτες του έχουν ανιχνεύσει κάποιο αποτύπωμα της σκοτεινής ενέργειας στην ακτινοβολία που απέμεινε μετά το Big Bang, αυτήν που αποκαλείται μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου (CMB). Η ακτινοβολία CMB είναι ελαφρά θερμότερη εκεί που υπάρχουν γαλαξίες. Τα θερμά σημεία στην μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου, θα μπορούσαν να οφείλονται στη σκοτεινή ενέργεια λένε οι ερευνητές.

Οι αστροφυσικοί παραδέχτηκαν αξιωματικά την ύπαρξη της σκοτεινής ενέργειας, όταν παρατήρησαν ότι μακρινοί σούπερ-νόβα ήταν λιγότερο λαμπροί απ' ότι αναμενόταν, πράγμα που αποκάλυπτε ότι το Σύμπαν διαστελλόταν με επιταχυνόμενο ρυθμό. Την επιτάχυνση αυτή την απέδωσαν στην σκοτεινή ενέργεια. Κανείς όμως δεν γνωρίζει από τι αποτελείται η σκοτεινή ενέργεια και από που προέρχεται. 

Τα νέα ευρήματα επιβεβαιώνουν την ύπαρξή της αλλά είναι τελείως ανεξάρτητα από τις παρατηρήσεις των σούπερ-νόβα. Δείχνει ότι η σκοτεινή ενέργεια επηρεάζει τα σωματίδια του φωτός, τα φωτόνια της ακτινοβολίας CMB, η οποία είναι διάχυτη σε όλο το χώρο.  

Όταν ένα φωτόνιο περνάει ανάμεσα από μια συγκέντρωση μάζας, όπως είναι ένας γαλαξίας, πέφτει σ' ένα πηγάδι δυναμικού, όπως μια μπάλα που κατεβαίνει μια πλαγιά. Το αποτέλεσμα είναι ότι κερδίζει ενέργεια. Όταν σκαρφαλώνει τα τοιχώματα του πηγαδιού δυναμικού για να βγει από το πηγάδι, το φωτόνιο χάνει ακριβώς το ίδιο ποσό ενέργειας που είχε κερδίσει κατά την κάθοδό του. 

Έτσι τουλάχιστον θα έπρεπε να συμβαίνει, αν συναντούσε μόνο τη συνηθισμένη ύλη. Η σκοτεινή ενέργεια όμως, προκαλώντας άπωση αντί για έλξη, κάνει ένα πηγάδι βαρυτικού δυναμικού, πιο ρηχό και καθώς το φωτόνιο περνάει μέσα από αυτό, εξέρχεται με ελαφρά μεγαλύτερη ενέργεια από αυτήν με την οποία εισήλθε. 

Αυτό, εξηγεί ο Scranton, κάνει την ακτινοβολία CMB θερμότερη όπου υπάρχει πιο πολλή μάζα, δηλαδή όπου υπάρχουν γαλαξίες. 

Οι ερευνητές συνέκριναν τον νέο, λεπτομερή χάρτη θερμοκρασιών της ακτινοβολίας CMB από τον δορυφόρο της NASA: Ανιχνευτή Μικροκυματικής Ανισοτροπίας Wilkinson  (WMAP), με την κατανομή περίπου 25 εκατομμυρίων γαλαξιών όπως μετρήθηκε από το κέντρο ξηφιακής απεικόνισης Sloan, που βρίσκεται στο παρατηρητήριο Apache Point, στο Sunspot του New Mexico. 

Υπάρχει μια κρίσιμη παραδοχή στο σχόλιο για τη σκοτεινή ενέργεια: Προϋποθέτει ότι ο χώρος είναι επίπεδος κατά μέσον όρο και όχι καμπύλος. Υπάρχουν όμως καλές εμπειρικές ενδείξεις για να πιστεύουμε ότι αυτό είναι σωστό. 

Αναφορά:  Scranton, R.και άλλοι. Physical evidence for dark energy. Preprint, http://xxx.arxiv.org/abs/astro-ph/0307335, (2003). | Article |