Взирайки се в мрака
Разширяването на нашата Вселена се ускорява. Това странно явление се нарича тъмна енергия и е забелязано за първи път при проучвания на далечни експлозии на свръхнови преди около двадесет години. Оттогава множество независими доказателства са стигнали до едно и също мрачно заключение: Вселената става все по-дебела и по-дебела.
И все пак, какво по дяволите причинява? Какво е тъмна енергия? Различни идеи изобилстват от потенциални причини. Може би това е илюзия и нашето разбиране за гравитацията е просто грешно в тези огромни мащаби. Може би някак мистериозно поле прониква през цялото космическо време, което задвижва разширяването на разстоянията между галактиките в цялата Вселена.
Най-простото обяснение е, че тъмната енергия е просто там, Проста константа на природата, която се появява в уравненията на общата относителност, която е основната рамка за това как ние разбираме въпросите космологични. Тя няма обяснение и няма причина. Както всяка друга природна константа, тя е просто част от фундаменталната реалност.
Въпреки че това обяснение не е напълно удовлетворяващо, то обяснява всички налични данни досега.
Докосване на енергията на Квазара
И данните са просто такива: изглежда, че силата на тъмната енергия е останала абсолютно постоянна през цялото космическо време. Той е там, присъстващ, непроменен както във времето, така и в пространството.
Може би.
Едно от най-големите предизвикателства при изучаването на природата на тъмната енергия е, че нямаме пълна картина на историята на разширяването на Вселената. Вместо това ние имаме това, което представлява космологични „букенди“ - можем да изучаваме разширяването в сравнително скорошно време, използвайки свръхнови тип 1а и много точно знаем състоянието на Вселената, когато тя е била едва на 380 000 години, чрез космическия микровълнов фон.
Нямаме много ясна картина за това, какво е намислила Вселената, но наскоро двойка изследователи се опитват да променят това, като изследват светлината от далечни квазари. Тези квазари са чудовищно ярки предмети, задвижвани от гравитационното компресиране на материала, докато самото му притискане се побира в гигантски черни дупки. Квазарите са най-мощните двигатели във Вселената, което ги прави отлични кандидати за надникване в историята на космите между букедите.
Централното предизвикателство обаче е, че никога не сте сигурни колко далеч е даден квазар. Ако един е по-ярък от друг, първият ли е по-близо ... или просто по-светъл? Без начин да ги разглобите, не можете да постигнете стабилно разстояние, което означава, че не можете да измервате разширяването на Вселената от времето, когато квазарът излъчва своята светлина.
Въпреки това, изследователите прилагат нов трик, като сравняват два различни вида светлина, излъчвана от квазарите. Първият вид е ултравиолетовото излъчване от самия падащ материал. Втората е по-твърда рентгенова снимка, създадена от ултравиолетовото излъчване, повишена към по-високи енергии от още повече околния газ. Сравнявайки тези два източника на емисии, изследователите могат да разкрият истинската яркост на всеки квазар и по този начин да знаят техните разстояния.
Голям разкъсване, Голям договор
И изследователите откриха, че според техните предварителни резултати тъмната енергия е била по-слаба в миналото. Това означава, че тя не е постоянна - тя се развива и променя и става все по-силна с времето. Ако този резултат се задържи (и това е голям ако) тогава най-простото ни обяснение на тъмната енергия ще трябва да бъде изхвърлено през прозореца в полза на нещо по-сложно. Което всъщност е добро нещо - променящата се тъмна енергия може да ни даде уликите, от които се нуждаем, за да изследваме нови области на физиката.
Но този резултат рисува и по-мрачна картина за бъдещето на Вселената. Ако тъмната енергия остане постоянна, тогава звездите ще продължат да светят десетки трилиони години, докато галактиките леко се отдалечават една от друга. Но ако тъмната енергия се засилва с времето, тогава нейната отблъскваща сила става непреодолима, като не само разрушава галактиките, но и разкъсва самите галактики.
И слънчеви системи.
И планети.
И молекули.
Колко време ще отнеме този сценарий за „голямо разкъсване“? Зависи колко бързо тъмната енергия се надига, но това може да стане само за няколко милиарда години. Което, казано космологично, не е толкова дълго.
Прочетете още: „Космологични ограничения от диаграмата на квазарите на Хъбъл при високи червени смени“
