Un nou studiu pune sub semnul întrebării soarta finală a Universului
Consensul popular în rândul oamenilor de știință este că universul va continua să se extindă până la capătul timpului, când ultimele stele se vor stinge. O echipă de cercetători pune acum frână acestei idei, scrie Gizmodo.
După Big Bang, universul nostru a început să se extindă într-un ritm exponențial, o accelerație pe care oamenii de știință au atribuit-o de mult unei forțe misterioase cunoscute sub numele de energie întunecată. Această descoperire premiată cu Nobelul pentru Fizică în 2011 a definit, în mare măsură, înțelegerea noastră asupra extinderii cosmice timp de decenii. Însă noile cercetări încep să conteste această presupunere de lungă durată.
Însă o echipă de cercetători a descoperit noi dovezi care sugerează că universul ar putea deja încetini, în loc să continue să se accelereze. Analiza, publicată pe 5 noiembrie în revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, pune sub semnul îndoielii teoriile dominante care sugerează că energia întunecată conduce accelerarea continuă a universului.
Deoarece concluziile contrazic viziunea predominantă, articolul se va confrunta probabil cu o analiză în cele mai mici detalii din partea comunității cosmologice. Dar, dacă este adevărat, ar adăuga dovezi suplimentare care sugerează că energia întunecată se schimbă și nu este constantă – oferind o imagine diferită asupra viitorului universului nostru. Mai exact, noile cercetări sugerează că universul va începe să se micșoreze, culminând într-un „Mare Colaps” peste miliarde de ani.
„Dacă rezultatele noastre sunt confirmate, ar marca o schimbare majoră de paradigmă în cosmologie de la descoperirea energiei întunecate, acum 27 de ani”, a declarat Young-Wook Lee, coautor al studiului și astrofizician la Universitatea Yonsei din Coreea de Sud, pentru Gizmodo.
O licărire în „lumina standard” a Universului
Noua analiză se bazează pe observațiile supernovelor de tip „Ia” – o clasă distinctă de explozii stelare ale căror luminozitate intrinsecă constantă le-a transformat în „lumini standard” pentru măsurarea distanțelor galactice. Aceste lumini standard au ajutat astronomii să măsoare viteza cu care diferitele părți ale universului se depărtează de noi.
Datorită constanței lor, supernovele de tip „Ia” au fost un element cheie în calculele pentru energia întunecată care au fost recunoscute cu Premiul Nobel.
Aceste supernove erau mai puțin luminoase decât se așteptau oamenii de știință, ceea ce a condus la o concluzie surprinzătoare: obiectele galactice se îndepărtează de Pământ mai repede decât se anticipase. Ceva contracarează forța gravitației, acel „ceva” fiind energia întunecată – de aici și ideea că universul nu doar că se extinde, ci o face într-un ritm tot mai rapid.
Cu toate acestea, noile descoperiri, care includ date din 300 de galaxii, au arătat o corelație puternică între magnitudinile standardizate ale acestor supernove și vârsta stelelor care le-au produs când au explodat la sfârșitul vieții lor.
Mai simplu spus, luminozitatea reală a acestor supernove ar depinde și de vârsta stelei care a explodat. Stelele mai bătrâne produc supernove ceva mai slabe decât cele mai tinere. Asta ar înseamnă că luminozitatea nu mai e chiar „standard” și nu mai putem spune automat „această supernovă are luminozitatea X, deci distanța este Y” fără să ținem cont de vârsta stelei.
Cercetătorii spun că au obținut rezultate mai precise
Lee și colegii săi au indicat pentru prima dată o posibilă problemă legată de vârsta stelelor într-un articol din 2020 pentru The Astrophysical Journal, deși studiul a fost criticat la acea vreme pentru probleme legate de selecția eșantionului. De asemenea, a generat un scurt schimb academic între Lee și Adam Riess, astrofizician la Universitatea Johns Hopkins și unul dintre laureații Nobel care au descris energia întunecată.
Noul articol folosește un set de date mai mare și adoptă o abordare mai echilibrată; în loc să respingă energia întunecată, sugerează că această forță ar putea să nu fie atât de constantă pe cât se credea anterior.
Expansiunea continuă a universului rămâne teoria predominantă printre cosmologi, așa că această echipă se va confrunta probabil din nou cu critici. Și într-adevăr, noile rezultate diferă de lucrările mai recente ale lui Riess și colaboratorilor săi, care susțin accelerarea continuă.
De data aceasta, însă, echipa nu este singură în concluziile sale. La începutul acestui an, descoperiri independente ale observatorului Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) din statul american Arizona au sugerat că energia întunecată – și efectul său asupra universului – ar putea să nu fie constantă, ci să evolueze și, posibil, să slăbească în timp. În noul articol, echipa a corectat de asemenea datele pentru a ține cont de posibile erori și a constatat că datele revizuite se aliniază bine cu rezultatele DESI.
Se va încheia Universul într-un „Mare îngheț”, „Mare colaps” sau o „Mare ruptură”?
Înelegerea exactă a modului în care funcționează energia întunecată este crucială pentru cosmologii care încearcă să prezică soarta universului. Aceste predicții diferă în funcție de modul în care oamenii de știință interpretează forma universului, cantitatea de energie întunecată și influența acesteia asupra expansiunii universului.
De exemplu, dacă expansiunea universului continuă să accelereze conform viziunii predominante, universul ar putea atinge un prag maxim de haos și va rămâne ușor deasupra temperaturii de zero absolut (-273,15 °C), starea termodinamică corespunzătoare încetării oricărei forme de mișcare a particulelor . Acest „Mare îngheț” ar stinge treptat toate procesele stelare cunoscute din univers. Alternativ, expansiunea continuă a universului ar putea provoca o „Mare ruptură” care ar duce la dezintegrarea materiei așa cum o știm, până la nivel subatomic.
Aceste două scenarii presupun că energia întunecată accelerează expansiunea universului. Dar ce se va întâmpla dacă investigațiile viitoare confirmă concluziile DESI și ale noului articol, că energia întunecată evoluează – sau se degradează? Acest lucru ar necesita o revizuire completă a modelelor noastre cosmologice, susține Lee.
„Dacă universul deja încetinește, acest lucru va schimba soarta finală a universului”, subliniază cercetătorul. „În loc să se termine cu un ‘O mare ruptură’, un ‘Mare colaps’ devine acum o posibilitate”, argumentează acesta.
Simplu spus, un scenariu de „Mare colaps” ar conduce la prăbușirea universului asupra sa însuși, trăind ultimele momente ca o enormă bilă de foc care arde la temperaturi aproape infinite. Totuși, probabilitatea unuia dintre scenarii față de celălalt „depinde de natura reală a energiei întunecate și de densitatea exactă a universului, pentru care încă nu avem răspunsul”, admite Lee.
În prezent, Lee și colegii săi așteaptă următoarele date de la Observatorul Vera Rubin și plănuiesc să efectueze o investigație similară cu eșantioane din 20.000 de galaxii.
hotnews.ro
