Μήπως η σκοτεινή ενέργεια είναι μια ψευδαίσθηση;

Πηγή: NewScientist, 30 Μαρτίου 2007

Ο επιταχυνόμενος ρυθμός της διαστολής του Κόσμου μας δεν μπορεί να οδηγείται τελικά από μια μυστήρια δύναμη, που ονομάζεται σκοτεινή ενέργεια,  αλλά κατά ένα παράδοξο τρόπο, από την κατάρρευση της ύλης στις μικρές περιοχές του διαστήματος.

Δεξιά: Με το πέρασμα του χρόνου, η ύλη συσσωρεύεται σε μια δομή, που μοιάζει μένα δίκτυο ιστών, από υπερσμήνη γαλαξιών, αφήνοντας έτσι ολοένα και μεγαλύτερα κενά πίσω της. Και αυτός ο μεγαλύτερος ρυθμός επέκτασης του κενού - που αποτελεί και το μεγαλύτερο μέρος του όγκου του σύμπαντος - μπορεί να είναι η εξήγηση για τα παρατηρούμενα φαινόμενα, που συνήθως αποδίδονται στη σκοτεινή ενέργεια.

Οι αστρονόμοι έμειναν έκπληκτοι όταν ανακάλυψαν το 1998 ότι η διαστολή του Κόσμου συμβαίνει με ένα συνεχώς αυξανόμενο ρυθμό. Η μυστήρια απωστική δύναμη υπεύθυνη για αυτό το γεγονός, ονομάστηκε σκοτεινή ενέργεια, αν και οι επιστήμονες ακόμα δεν ξέρουν τι είναι.

Τώρα όμως, ο φυσικός Syksy Rasanen του Κέντρο Πυρηνικών Μελετών και Ερευνών (CERN) στη Γενεύη, λέει ότι τελικά μπορεί να μην χρειαστούμε τη σκοτεινή ενέργεια. Όσο αντίθετα με τη διαίσθηση μας κι εάν ακούγεται, ο αυξανόμενος ρυθμός επέκτασης μπορεί να οφείλεται στην κατάρρευση των μικρών περιοχών του σύμπαντος κάτω από τη βαρύτητα, εξηγεί ο Syksy Rasanen.

Βαρυτικό φρένο στην διαστολή του Κόσμου

Οι κοσμολόγοι εδώ και καιρό υποθέτουν ότι η συνολική διαστολή του Κόσμου δεν επηρεάζεται από τις ιδιότητες των μικρών περιοχών μέσα σε αυτόν, επειδή αυτές οι ιδιότητες θα πρέπει να υπολογίζονται κατά μέσο όρο στις μεγαλύτερες κλίμακες.

Αλλά σε οποιαδήποτε δεδομένη περιοχή του διαστήματος, η δύναμη της βαρύτητας μεταξύ των τμημάτων της ύλης ενεργεί ως φρένο στην επέκταση. Αυτό σημαίνει ότι η επέκταση πρέπει να επιβραδύνεται γρήγορα στις περιοχές με πολλή ύλη, ενώ θα συνεχίζεται χωρίς πολλή μεταβολή στις συνήθως κενές περιοχές.

Κι αυτή η διαφορά στο ρυθμό επέκτασης μεταξύ των διαφορετικών περιοχών του Κόσμου, θα μπορούσε να παραγάγει την παραίσθηση της σκοτεινής ενέργειας, λέει ο Rasanen. Και ακόμα πιο παράξενα, ακόμα κι αν ο ρυθμός επέκτασης μειώνεται ή μένει σχεδόν ίδιος σε κάθε περιοχή, ο μέσος ρυθμός επέκτασης για τον Κόσμο συνολικά μπορεί να αυξάνεται.

Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι όσο περνά ο χρόνος οι πυκνότερες περιοχές απορροφούν ακόμη περισσότερη ύλη σε αυτές, λόγω της δύναμης της βαρύτητας, η οποία εκκενώνει κι άλλο τις λιγότερο πυκνές περιοχές. Αυτή η διαδικασία έχει οδηγήσει στη συμπύκνωση της ύλης στους γαλαξίες και τα σμήνη των γαλαξιών, με ολοένα μεγαλύτερα κενά ενδιάμεσα τους.

Ανεξέλεγκτη διαστολή

Καίτοι η επέκταση επιβραδύνεται όλο και περισσότερο στις πυκνές περιοχές, αυτές οι περιοχές γίνονται όλο και λιγότερο σημαντικές στη γενική διαστολή του σύμπαντος, επειδή αποτελούν ολοένα μικρότερο ποσοστό του όγκου του.

Σε αντίθεση, στα κενά, η επέκταση συνεχίζεται σχετικά ανεξέλεγκτη, έτσι ώστε αυτά τα κενά να είναι ολοένα και περισσότερο το μεγαλύτερο μέρος του συνολικού όγκου του σύμπαντος.

Καθώς δε η επίδραση των πυκνών περιοχών μειώνεται, ο μέσος ρυθμός επέκτασης του Κόσμου πραγματικά αυξάνεται, ακόμα κι αν δεν υπάρχει καμία απωστική σκοτεινή ενέργεια. "Βρίσκω να είναι μια πολύ εύλογη εξήγηση για την επιταχυνόμενη επέκταση του Κόσμου", αναφέρει ο Rasanen.

Δυνατές διαφορές

Όμως ο Niayesh Afshordi του Σμιθσονιτικού Κέντρου για την Αστροφυσική στο Χάρβαρντ, λέει αν και η ιδέα είναι ελκυστική, είναι "πολύ απίθανη".

Για να είναι αρκετά σημαντική  ώστε να παρατηρηθεί η επίδραση των διαφορών πυκνότητας στον Κόσμο, θα πρέπει να είναι πολύ έντονες στις μεγάλες κλίμακες των δεκάδων έως εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών φωτός.

Αλλά μερικές μετρήσεις παρουσιάζουν ότι η πυκνότητα διαφέρει μόλις κατά 0,001% σε τέτοιες μεγάλες κλίμακες, λέει ο Afshordi. Αυτός παραθέτει στοιχεία από τις έρευνες που μετρούν την πυκνότητα των διαφορετικών περιοχών από τον τρόπο που το φως κάμπτεται λόγω της βαρύτητάς τους.

Ο Rasanen αντιλέγει ότι οι τρισδιάστατοι χάρτες των γαλαξιών, όπως η Field Galaxy Redshift Survey των 2 μοιρών, παρουσιάζουν διαφορές πολύ πιο κοντά στο 20% που γι αυτό χρειάζονται να υπολογιστούν για την κοσμική επιτάχυνση.

Ανοικτό ζήτημα

Ο Rasanen αναγνωρίζει ότι έχει βρει μια απλουστευμένη θεωρητική περιγραφή μόνο της επίδρασης των διαφορετικών ρυθμών επέκτασης στα κενά και τις πυκνές περιοχές.

Αλλά έως ότου καθοριστεί πλήρως αυτό, υποστηρίζει ότι οι αστρονόμοι δεν μπορούν να λένε ότι ο επιταχυνόμενος ρυθμός οφείλεται στη σκοτεινή ενέργεια. "Δεν υπάρχει καμία αμφιβολία ότι αυτό το ζήτημα δεν έχει λυθεί", τονίζει.

Εάν όντως οι διαφορές της πυκνότητας έχουν μια σημαντική επιρροή στην επέκταση του Κόσμου, ακολούθως οι μελλοντικές μετρήσεις του ρυθμού επέκτασης βασισμένες στις έρευνες των σουπερνοβών, μπορεί να παρουσιάσουν διαφορετικούς ρυθμούς επέκτασης στις διαφορετικές κατευθύνσεις, συμπληρώνει.

Ο Rasanen παρουσίασε την εργασία του σε μια διάσκεψη με τίτλο "Σημαντικά Ζητήματα για το Καθιερωμένο Μοντέλο της Κοσμολογίας", στο Λονδίνο.