Σκοτεινή ενέργεια και σκοτεινή ύλη - μήπως είναι τα αποτελέσματα μιας φυσικής με ελαττώματα;

Πηγή: PhysOrg.com, 11 Σεπτεμβρίου 2006

Υπάρχουν λίγες επιστημονικές έννοιες τόσο μυστήριες και ενδιαφέρουσες όπως η σκοτεινή ενέργεια και η σκοτεινή ύλη, που θεωρούνται ότι αποτελούν τουλάχιστον το 95 τοις εκατό όλης της ενέργειας και της ύλης στον κόσμο. Ακόμα κι αν οι επιστήμονες δεν ξέρουν τι είναι η κάθε μία και έχουν λίγα στοιχεία για να αποδείξουν ότι αυτές υπάρχουν, η σκοτεινή ενέργεια και η σκοτεινή ύλη είναι δύο από τις μεγαλύτερες έρευνες της φυσικής.

Αλλά τι θα συμβεί εάν αυτές οι θεωρίες είναι λάθος;

Κι αυτή την ερώτηση έκαναν τρεις ιταλοί φυσικοί πρόσφατα. Σε μια επιστημονική εργασίαν στο Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, έβαλαν εμπρός την ιδέα ότι οι επιστήμονες αναγκάστηκαν να προτείνουν την ύπαρξη της σκοτεινής ενέργειας και της σκοτεινής ύλης επειδή συνεργάζονται με την ανακριβή θεωρία της βαρύτητας.

Η ομάδα αυτή προτείνει μια εναλλακτική θεωρία της βαρύτητας στην οποία η σκοτεινή ενέργεια και η σκοτεινή ύλη είναι αποτελέσματα - παραισθήσεις, από μία άποψη - που δημιουργούνται από την κυρτότητα του χωρόχρονου (η κάμψη του χώρου και του χρόνου που προκαλούνται από τα εξαιρετικά μεγάλα αντικείμενα, όπως οι γαλαξίες). Η θεωρία τους δεν απαιτεί καν την ύπαρξη της σκοτεινής ενέργειας και ύλης.

"Η πρότασή μας υπονοεί ότι η 'σωστή' θεωρία της βαρύτητας μπορεί να βασίζεται απλώς στα κατευθείαν παρατηρηθέντα αστρονομικά στοιχεία", λέει ο συντάκτης της ανακοίνωσης Salvatore Capozziello, θεωρητικός φυσικός στο πανεπιστήμιο της Νάπολης.

Η σκοτεινή ενέργεια και η σκοτεινή ύλη αναπτύχθηκαν αρχικά για να εξηγήσουν, αντίστοιχα, την επιταχυνόμενη διαστολή του Κόσμου μας (παρά την τάση της βαρύτητας να συγκεντρώσει την ύλη) και η απόκλιση μεταξύ του ποσού της ύλης που οι επιστήμονες αναμένουν να παρατηρήσουν στον κόσμο αλλά δεν έχει βρεθεί ακόμα.

Οι αστρονόμοι πρότειναν την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης όταν παρατήρησαν κάτι περίεργο στους σπειροειδείς γαλαξίες: Τα αστέρια στη μέση και την άκρη ενός σπειροειδούς γαλαξία περιστρέφονται εξίσου γρήγορα με τα αστέρια κοντά στο ίδιο το κέντρο. Αλλά σύμφωνα με τη νευτώνεια μηχανική (η φυσική των κινούμενων σωμάτων), τα αστέρια που βρίσκονται πιο μακριά από το γαλαξιακό κέντρο πρέπει να περιστραφούν πιο αργά. Οι επιστήμονες έτσι υπέθεσαν ότι κάποιο είδος "σκοτεινής" ή αόρατης σε μας ύλης, μη αισθητή από κάποιο εκπεμπόμενο φως, πρέπει να προστίθεται στη συνολική βαρύτητα του γαλαξία, δίνοντας έτσι στα αστέρια την πρόσθετη περιστροφική ταχύτητα.

"Μπορούμε να δείξουμε ότι κανένα" εξωτικό "συστατικό δεν πρέπει να προστεθεί για να καλύψει το κενό μεταξύ της θεωρίας και των παρατηρήσεων", λέει o Capozziello.

Στην εργασία τους, αυτός και οι άλλοι συντάκτες της το αποδεικνύουν χρησιμοποιώντας στοιχεία από 15 γαλαξίες, που έχουν μελετηθεί πολύ καλά. Μεταξύ αυτών των  στοιχείων ήταν η καμπύλη περιστροφής κάθε γαλαξία, μια γραφική παράσταση που δείχνει την περιστροφική ταχύτητα των άστρων στο γαλαξία ως συνάρτηση της απόστασής τους από το κέντρο του γαλαξία. Αυτές οι καμπύλες ταίριαζαν με επιτυχία με τις καμπύλες που δημιουργήθηκαν χρησιμοποιώντας τη νέα θεωρία.

Δεδομένου ότι αυτοί οι 15 γαλαξίες θεωρούνται ότι κυριαρχούνται από τη σκοτεινή ύλη, η ομοιότητα των καμπυλών της περιστροφής τους με τη χρήση αυτού του νέου μοντέλου της βαρύτητας, φαίνεται ότι είναι ένα ισχυρά στοιχείο για να υποστηριχθεί μια εναλλακτική θεωρία της βαρύτητας.

Παρά ταύτα, η ιδέα ότι η σκοτεινή ύλη και ενέργεια είναι 'λάθος' είναι ενδεχομένως μη δημοφιλής. Ο Capozziello και οι συνάδελφοί του γνωρίζουν ότι μια νέα θεωρία της βαρύτητας προσκρούει στη δυναμική του σύμπαντος δεδομένου ότι οι επιστήμονες τώρα την καταλαβαίνουν.

"Οποιεσδήποτε εκτεταμένες θεωρίες της βαρύτητας πρέπει να εξεταστούν σε όλες τις αστροφυσικές κλίμακες, που κυμαίνονται από το ηλιακό σύστημα ως τους γαλαξίες, ως τα σμήνη των γαλαξιών, και όλη την κοσμολογία", λέει ο Capozziello. "Η εκτέλεση αυτών των δοκιμασιών είναι ο ακρογωνιαίος λίθος του ερευνητικού προγράμματός μας."

Home