|
Εδώ και πολλά χρόνια τώρα, οι επιστήμονες αναρωτιούνται γιατί ο
Κόσμος
διαστέλλεται γρηγορότερα από όσο πρέπει να είναι. Μέσω της συμβατικής γνώσης
της φυσικής, ο Κόσμος θα πρέπει να επεκτείνεται με έναν πιο αργό ρυθμό από ότι οι παρατηρήσεις
δείχνουν.
"Υπάρχουν δύο κύριες θεωρίες γιατί ο Κόσμος
επεκτείνεται τόσο γρήγορα", λέει ο Martin Kunz. "Η μία είναι
η τροποποιημένη θεωρία της βαρύτητας και η άλλη είναι η παρουσία της σκοτεινής ενέργειας.
Θέλουμε να ανακαλύψουμε πώς να διακρίνουμε ποιά μεταξύ των δύο είναι η
αιτία."
Η ανίχνευση της διαφοράς μεταξύ της σκοτεινής ενέργειας και της
τροποποιημένης θεωρίας της βαρύτητας θα έδινε στους φυσικούς μια καλύτερη
άποψη
για το πώς λειτουργεί ο Κόσμος. Και η ανίχνευση της τροποποιημένης
θεωρίας της βαρύτητας θα πρόσθετε κι άλλα οφέλη γιατί θα μαθαίναμε
καλύτερα τη μία από τις θεμελιώδεις δυνάμεις στον Κόσμο.
Ο Kunz, από το πανεπιστήμιο της Γενεύης, και ο συνάδελφός
του Domenico Sapone έχουν δημοσιεύσει μια επιστολή στο Physical Review Letters
όπου εξετάζουν τις δυσκολίες της διάκρισης μεταξύ της τροποποιημένης βαρύτητας
και της σκοτεινής ενέργειας. Η επιστολή έχει τίτλο "Σκοτεινή ενέργεια
εναντίον της τροποποιημένης βαρύτητας."
"Υπάρχουν θεωρητικά προβλήματα με τη σκοτεινή ενέργεια", εξηγεί
ο Kunz,
"και αυτό είχε οδηγήσει τους ανθρώπους να ασπαστούν την τροποποιημένη γενική
σχετικότητα του Einstein προκειμένου να πάρουν την τροποποιημένη θεωρία
της βαρύτητας, την
οποία μερικοί σκέφτονται ότι θα εξηγούσε την διαστολή του σύμπαντος". Το
πρόβλημα, λέει, μπαίνει όταν προσπαθεί κάποιος να παρατηρήσει ένα από
αυτά τα φαινόμενα. "Δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε είτε τη σκοτεινή
ενέργεια είτε την τροποποιημένη βαρύτητα άμεσα. Μπορούμε μόνο να
παρατηρήσουμε πώς συμπεριφέρονται οι γαλαξίες."
Ο Kunz επισημαίνει ότι σε πολλά μοντέλα, ο Κόσμος παρουσιάζεται σαν
ομαλός, υποθέτοντας ότι η ενέργεια κατανέμεται ομοιόμορφα και ομοιογενώς.
"Αυτό όμως δεν συμβαίνει εντελώς έτσι", τονίζει ο Kunz. "Υπάρχουν μικρές
διακυμάνσεις. Αλλά πολλές μετρήσεις εξετάζουν μόνο το ομαλό σύμπαν."
Και συνεχίζει: "Σε αυτό το απλό μοντέλο, μπορείτε να κάνετε οτιδήποτε να
φαίνεται σαν ένα συστατικό με αρνητική πίεση, και έτσι δεν υπάρχει κανένας
τρόπος να αποφασιστεί εάν οφείλεται στη σκοτεινή ενέργεια ή σε μια
τροποποίηση της βαρύτητας."
Μερικοί επιστήμονες έχουν εξετάσει την αύξηση της δομής στο σύμπαν ως
εκείνον τον τρόπο για να διακρίνουν μεταξύ των αποτελεσμάτων της τροποποιημένης βαρύτητας
και των αποτελεσμάτων της σκοτεινής ενέργειας. Σε αυτές τις μετρήσεις οι Kunz και Sapone βρίσκουν
ότι λείπει η δυνατότητα να
ανιχνευθούν οι διαφορές μεταξύ των δύο. Μέσω μερικών μοντέλων και
δικών τους εξισώσεων, οι δύο επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι οι διαταραχές
σκοτεινής ενέργειας μπορούν να έχουν επιπτώσεις στην κατανομή των
γαλαξιών με έναν τρόπο που ταιριάζει με τα αποτελέσματα και της τροποποιημένης
θεωρίας της βαρύτητας. "Σε ορισμένο επίπεδο, η σκοτεινή ενέργεια και η τροποποιημένη
βαρύτητα φαίνονται ίδιες", εξηγεί ο Kunz.
"Οι άνθρωποι ελπίζουν ότι θα μπορούσε να αποδειχθεί λάθος η γενική
σχετικότητα μελετώντας το πως σχηματίζονται οι δομές στον Κόσμο",
συνεχίζει ο Kunz. "Δείξαμε ότι θα μπορούσαμε να αποκλείσουμε ορισμένα
μοντέλα της
σκοτεινής ενέργειας, αλλά όχι την ίδια τη γενική σχετικότητα."
Έτσι, ενώ οι Kunz και Sapone δεν κατόρθωσαν να επιδείξουν πώς να διακρίνουμε
τη σκοτεινή ενέργεια από την τροποποιημένη βαρύτητα, ανακάλυψαν τις νέες
λεωφόρους που πρέπει να εξερευνηθούν στη συζήτηση της τροποποιημένης
βαρύτητας εναντίον της σκοτεινής ενέργειας. Και ανακάλυψαν και κάτι άλλο:
"Ένα πράγμα που είδαμε ήταν ότι ουσιαστικό είναι η ανισοτροπία της
πίεσης," λέει ο Kunz. "Η παρουσία ή η απουσία της ανισότροπης πίεσης
μπορεί να βοηθήσει
ώστε να διακρίνουμε μεταξύ των δύο. Εάν εμείς μετρήσουμε την παρουσία της ανισότροπης πίεσης
στον Κόσμο, τότε είναι πιθανότερο να είναι η τροποποιημένη βαρύτητα."
Ο Kunz βλέπει επίσης στο μέλλον ότι θα βρεθεί η απάντηση σε αυτή τη
συζήτηση. "Τα επόμενα χρόνια, θα είναι δυνατές οι ακριβείς
μετρήσεις του ασθενούς βαρυτικού εστιασμού, κάτι που μετρά επίσης και την ανισότροπη πίεση.
Αν συνδυαστούν με τον επόμενο κύκλο των μετρήσεων
της απόστασης με τις σουπερνόβες, θα είμαστε σε θέση να πάρουμε καλούς
περιορισμούς για το τι κυριαρχεί στον Κόσμο."
|
