Φυσαλίδες κενού αντί για σκοτεινή ενέργεια

Πηγή: Nature, 2 Νοεμβρίου 2007

Θεωρητικός φυσικός προτείνει ότι η μυστήρια σκοτεινή ενέργεια θα μπορούσε να είναι ένα "παράπλευρο φαινόμενο" μιας φυσαλίδας κενού στο διάστημα.

Αριστερή εικόνα: Ένα διάγραμμα της πυκνότητας του Κόσμου μας. Έχουν χρησιμοποιηθεί διαφορετικά χρώματα για να παρουσιάσουν διαφορετικούς τύπους γαλαξιών. Στο δεξί ένθετο είναι ένας δισδιάστατος λεπτομερής χάρτης ορισμένων γαλαξιών και αριστερά ένας τρισδιάστατος χάρτης πλάτους 2 δισ. ετών φωτός, όπου παρουσιάζονται μόνο οι 66.976 από τους 205.443 γαλαξίες που είναι στο ίδιο επίπεδο με τον ισημερινό της Γης

Η σκοτεινή ενέργεια θεωρείται ως μία από τις πιο μεγάλες ανακαλύψεις στη σύγχρονη κοσμολογία, και οι περισσότεροι αστρονόμοι θεωρούν ότι αποτελεί πάνω από τα δύο τρίτα του σύμπαντος.

Τώρα ένας θεωρητικός προτείνει ότι η σκοτεινή ενέργεια μπορεί να είναι κάτι περισσότερο από έναν αντικατοπτρισμό.

Ο Subir Sarkar, ένας θεωρητικός φυσικός στο πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, έχει γράψει μια πραγματεία που προτείνει ότι η σκοτεινή ενέργεια, μια μυστήρια δύναμη που αναγκάζει τον Κόσμο να επεκτείνεται, μπορεί στην πράξη να είναι το αποτέλεσμα μιας τεράστιας φυσαλίδας του κενού διαστήματος γύρω από το Γαλαξία μας.

Ο Sarkar λέει ότι θέλει να ενθαρρύνει τους αστρονόμους να κάνουν πιο προσεκτικές μετρήσεις του ρυθμού επέκτασης του Κόσμου μας χρησιμοποιώντας εργαλεία που ήδη είναι διαθέσιμα, προτού σιγουρευτούν για την ύπαρξη της σκοτεινής ενέργειας.

"Ανησυχώ απλά για το ότι οι άνθρωποι δεν κάνουν τους ελέγχους που οφείλουν να κάνουν προτού ισχυριστούν ότι υπάρχει η σκοτεινή ενέργεια," λέει. "Οι άνθρωποι φαίνονται να ανησυχούν για τον προγραμματισμό των μεγάλων προγραμμάτων για το μέλλον", λέει.

Σκοτεινή δύναμη

Η σκοτεινή ενέργεια μετρήθηκε αρχικά το 1998, όταν ανακάλυψαν δύο ομάδες αστρονόμων ότι ορισμένα είδη υπερκαινοφανών εμφανίστηκαν να είναι πιο αμυδροί από όσο πρέπει. Εάν αυτοί οι υπερκαινοφανείς ήταν τόσο μακριά όσο μας έλεγαν οι μέχρι τότε υπολογισμοί της διαστολής του σύμπαντος, τότε όφειλαν να ήταν φωτεινότεροι. Αντιθέτως όμως αυτοί φάνηκαν να είναι πολύ πιο μακριά και άρα πιο αμυδροί από όσο επέτρεπε η θεωρία.

Τα συμπεράσματα θα μπορούσαν να εξηγηθούν μόνο εάν η σκοτεινή ενέργεια ωθούσε το σύμπαν να διαστέλλεται με επιτάχυνση.

Σε συνδυασμό με στοιχεία από το Κοσμικό Υπόβαθρο Μικροκυμάτων - την εξασθενημένη ύστερη λάμψη της Μεγάλης Έκρηξης - οι θεωρητικοί έχουν υπολογίσει ότι αυτή η ενέργεια πρέπει να αποτελεί κατά προσέγγιση το 70% της ουσίας στον Κόσμο.

Όμως ο Sarkar λέει ότι η αστρονομική κοινότητα έχει πολύ γρήγορα δεχτεί την ύπαρξη της σκοτεινής ενέργειας, την οποία δεν μπορεί να κατανοήσει. Σαν εναλλακτική υπόθεση, ο θεωρητικός φυσικός προτείνει ότι ο Γαλαξίας μας μπορεί να βρίσκεται μέσα σε μια τεράστια φυσαλίδα συγκριτικά κενού διαστήματος. Ο πιο πυκνός δε τομέας του διαστήματος έξω από αυτήν την φυσαλίδα θα τραβούσε υλικό προς τη μεριά του. Για έναν παρατηρητή μέσα στη φυσαλίδα, θα φαινόταν σαν μια δύναμη (σαν τη σκοτεινή ενέργεια)  ανάγκαζε τον Κόσμο να διαστέλλεται με επιτάχυνση.

Φυσαλίδα Hubble

Είναι γνωστό πως υπάρχουν στον Κόσμο μικρές φυσαλίδες χαμηλής πυκνότητας, και οι ερευνητές έχουν προηγουμένως θεωρήσει ότι μια τοπική "φυσαλίδα Hubble" γύρω από το Γαλαξία μας μπορεί να εξηγήσει τα αποτελέσματα των σουπερνοβών, λέει ο Adam Riess, ένας αστρονόμος στο πανεπιστήμιο Johns Hopkins στη Βαλτιμόρη του Μέρυλαντ.

Αλλά οι μετρήσεις έχουν δείξει ότι μια μικρή, τοπική φυσαλίδα δεν θα επιδρούσε τόσο πολύ ώστε να φτάσει στη δύναμη της σκοτεινής ενέργειας, λέει. "Εμείς βάλαμε το κενό μέσα, αφαιρέσαμε το κενό και δεν αλλάζει σε τίποτα την απάντηση," τονίζει ο ίδιος.

Ο Sarkar προτείνει ένα πολύ, πολύ μεγαλύτερο κενό - ακτίνας περίπου 800 εκατομμύρια έτη φωτός. Ένα κενό αυτού του μεγέθους θα ήταν εξαιρετικά ασυνήθιστο. Αλλά ο Sarkar σημειώνει ότι οι αστρονόμοι βρήκαν στις αρχές του τρέχοντος έτους ένα αντικείμενο που μπορεί να είναι μια φυσαλίδα ακτίνας 450 εκατομμυρίων ετών φωτός κάπου 6 δισεκατομμύρια  έτη φωτός μακριά. Βέβαια αυτό είναι ακόμα μικρότερο από ότι προτείνει ο Sarkar, αλλά αυτό είναι το σωστό μέγεθος.

"Ίσως ο Κόσμος δεν είναι πραγματικά τόσο ομαλός όσο οι άνθρωποι θεωρούν," συνεχίζει.

Διπλός έλεγχος

Ο Sarkar λέει ότι η θεωρία του θα μπορούσε να ελεγχθεί εύκολα αν κάνουμε πιο ακριβείς μετρήσεις της σταθεράς του Hubble, η οποία περιγράφει το ρυθμό επέκτασης του Κόσμου. Εάν είμαστε σε μια φυσαλίδα χαμηλής πυκνότητας, τότε αυτή η "σταθερά" πρέπει να είναι ασυνήθιστα μεγάλη στη γειτονιά μας, και να έχει μια μικρότερη τιμή πολύ πιο μακριά από μας.

Οι τρέχουσες μετρήσεις της σταθεράς Hubble είναι μεταβλητές από τη μια θέση στον ουρανό στην άλλη. Αλλά οι ερευνητές δεν μπορούν να πουν εάν αυτή η μεταβολή οφείλεται σε λάθος στις μετρήσεις, ή είναι κάτι πραγματικό.

Ο Riess λέει ότι μια τέτοια τεράστια φυσαλίδα είναι πολύ απίθανη. Και οι δύο συμφωνούν ότι απαιτούνται καλύτερες μετρήσεις. "Πρέπει να κάνουμε πρώτα τα πιο εύκολα πράγματα που βοηθούν την κοσμολογία πιο πολύ", συμφωνεί ο Riess. Λέει ότι η ομάδα του κάνει τώρα μετρήσεις για να βοηθήσει ώστε να μειώσει την αβεβαιότητα της σταθεράς Hubble.