Eksperyment z Ciemną Energią podważa teorię Einsteina

Siła, która odpycha galaktyki od siebie, nie zachowuje się tak, jak powinna. Zdjęcie: ESA

Naukowcy odkryli, że tajemnicza siła zwana Ciemną Energią, która napędza rozwój Wszechświata, może zmieniać się w sposób, który podważa nasze obecne rozumienie czasu i przestrzeni. 

Niektórzy z nich uważają, że mogą być u progu jednego z największych odkryć w astronomii - takiego, które może skłonić nas do ponownych przemyśleń nad istotą rzeczy. 

To wczesne odkrycie jest sprzeczne z obecną teorią, którą opracował częściowo Albert Einstein.

Potrzeba więcej danych, aby potwierdzić te wyniki. 

Jednak nawet niektórzy z najbardziej ostrożnych i szanowanych badaczy, tacy jak prof. 

Ofer Lahav z University College London, są przekonywani przez narastające dowody.

Odkrycie Ciemnej Energii w 1998 roku było samo w sobie szokujące. 

Do tego czasu uważano, że po Wielkim Wybuchu, który stworzył Wszechświat, ekspansja kosmosu zwolni pod wpływem siły grawitacji. 

Jednak obserwacje amerykańskich i australijskich naukowców wykazały, że zjawisko to faktycznie narasta. 

Nie mieli pojęcia, jaka siła to powoduje, więc nadali temu nazwę odzwierciedlającą ich brak zrozumienia – Ciemna Energia.

Przyrząd do badania ciemnej energii ma 5000 światłowodów, z których każdy działa jak miniaturowy teleskop. Zdjęcie: DESI

Chociaż nie wiemy, czym jest Ciemna Energia - jest to jedna z największych tajemnic nauki - astronomowie mogą ją zmierzyć. 

Są w stanie sprawdzić, czy się zmienia, obserwując przyspieszenie galaktyk oddalających się od siebie w różnych momentach historii Wszechświata. 

Aby znaleźć odpowiedzi, zbudowano kilka urządzeń badawczych, w tym Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) w Kitt Peak National Observatory w pobliżu Tucson w Arizonie.

Składa się on z 5000 włókien optycznych, z których każde jest sterowanym przez robota teleskopem skanującym galaktyki z dużą prędkością.

W zeszłym roku badacze DESI znaleźli wskazówki na temat tego, że siła wywierana przez ciemną energię zmieniała się w czasie. 

Wielu naukowców wtedy pomyślało, że to chwilowy błąd w danych, który zniknie. 

Zamiast tego, rok później, owa anomalia uległa zwiększeniu.

„Dowody są teraz bardziej wyraźne niż były kiedyś. 

Wykonaliśmy również wiele dodatkowych testów w porównaniu z pierwszym rokiem. 

Upewniają nas one, że wyniki nie są spowodowane nieznanym efektem w danych, którego nie uwzględniliśmy” - powiedział prof. Seshadri Nadathur z University of Portsmouth.

„Dziwne” wyniki

Dane nie przekroczyły jeszcze limitu potrzebnego do tego, aby można je było nazwać odkryciem. Jednakże skłoniły wielu astronomów, takich jak szkocka astronomka królewska, prof. Catherine Heymans z Uniwersytetu Edynburskiego, do zwrócenia na nie uwagi.

„Ciemna Energia wydaje się być jeszcze dziwniejsza, niż myśleliśmy. W 2024 r. dane były całkiem nowe, nikt nie był co do nich pewien, a ludzie uważali, że trzeba wykonać więcej pracy. 

Ale teraz mamy więcej informacji i dużo zaangażowania ze strony społeczności naukowej. 

Chociaż nadal istnieje szansa, że „błysk” zniknie, istnieje również możliwość, że możemy być na skraju naprawdę dużego odkrycia” — powiedziała Catherine.

Grafika: Europejski teleskop kosmiczny Euclid będzie również zbierał dane na temat zachowania Ciemnej Energii. Zdjęcie: ESA

Co więc powoduje tę zmianę?

„Nikt nie wie!” — radośnie przyznaje prof. Lahav.

„Jeśli ten nowy wynik jest poprawny, musimy znaleźć mechanizm, który powoduje tę anomalię, a to może oznaczać zupełnie nową teorię, co czyni to tak ekscytującym”.

DESI będzie nadal zbierać więcej danych przez następne dwa lata, planując zmierzyć około 50 milionów galaktyk i innych jasnych obiektów, aby ustalić, czy ich obserwacje są jednoznacznie poprawne.

„Zajmujemy się tym, aby Wszechświat powiedział nam, jak działa. 

A może mówi nam, że jest bardziej skomplikowany, niż nam się wydawało” — powiedział Andrei Cuceu, badacz podoktorancki w Lawrence Berkeley National Lab w Kalifornii.

Więcej szczegółów na temat natury Ciemnej Energii zostanie zebranych przez misję Euclid Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), teleskop kosmiczny, który będzie badał dalej niż DESI i uzyska jeszcze więcej szczegółów. 

Został wystrzelony w 2023 r., a ESA opublikowała dziś nowe zdjęcia z sondy. 

Współpraca z DESI obejmuje ponad 900 badaczy z ponad 70 instytucji na całym świecie, w tym Durham, UCL i Portsmouth University z Wielkiej Brytanii.