Νέες μελέτες σουπερνόβα αμφισβητούν τη θεωρία της σκοτεινής ενέργειας

Δύο νέες αναλύσεις που δημοσιεύθηκαν αυτόν τον μήνα εγείρουν νέα ερωτήματα σχετικά με μία από τις θεμελιώδεις ιδέες της σύγχρονης κοσμολογίας: ότι μια μυστηριώδης δύναμη, η σκοτεινή ενέργεια, προκαλεί την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος. Οι μελέτες έρχονται εν μέσω μιας ευρύτερης περιόδου αβεβαιότητας σχετικά με το τυπικό κοσμολογικό μοντέλο, το οποίο δεν κατάφερε να συγκεντρώσει την υποστήριξη της πλειοψηφίας στη μεγαλύτερη έρευνα που έχει γίνει ποτέ μεταξύ φυσικών παγκοσμίως.

Ένα σύμπαν που ίσως επιβραδύνεται

Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society από ερευνητές του Ινστιτούτου Θεμελιώδους Έρευνας Tata στη Βομβάη και του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης επανανέλυσε το σύνολο δεδομένων Pantheon+ με περισσότερα από 1.700 σουπερνόβα τύπου Ia, την ίδια κατηγορία αστρικών εκρήξεων που ήταν καθοριστική για την ανακάλυψη της κοσμικής επιτάχυνσης στα τέλη της δεκαετίας του 1990, η οποία τιμήθηκε με βραβείο Νόμπελ. Αφού εφάρμοσε διορθώσεις για την ηλικία των άστρων που προκαλούν αυτές τις εκρήξεις, η ομάδα διαπίστωσε ότι τα δεδομένα δεν υποστήριζαν πλέον ένα επιταχυνόμενο σύμπαν. Αντίθετα, τα αποτελέσματά τους υπέδειξαν ένα σύμπαν του οποίου η διαστολή επιβραδύνεται.sciencedaily+2

«Υπάρχουν όλο και περισσότερα στοιχεία που δείχνουν ότι η λαμπρότητα των σουπερνόβα τύπου Ia εξαρτάται από την ηλικία των άστρων από τα οποία προέρχονται», δήλωσε ο καθηγητής Σουμπίρ Σαρκάρ από το Κέντρο Θεωρητικής Φυσικής Rudolf Peierls της Οξφόρδης. «Αν αυτό το φαινόμενο δεν ληφθεί υπόψη, μπορεί να οδηγήσει στο εσφαλμένο συμπέρασμα ότι ο ρυθμός διαστολής επιταχύνεται».sciencedaily

Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι η φαινόμενη επιτάχυνση ποικίλλει ανάλογα με την κατεύθυνση, ένα αποτέλεσμα που είναι δύσκολο να συμβιβαστεί με τη σκοτεινή ενέργεια, η οποία θα έπρεπε να δρα ομοιόμορφα σε ολόκληρο τον χώρο.arxiv+1

Ξεχωριστή μελέτη δείχνει ότι η σκοτεινή ενέργεια ενδέχεται να μεταβάλλεται

Σε μια ξεχωριστή προσπάθεια που δημοσιεύθηκε την περασμένη εβδομάδα, μια ομάδα υπό τον υποψήφιο διδάκτορα του Πανεπιστημίου του Κουίνσλαντ Ράιαν Καμιλέρι συγκέντρωσε 2.884 σουπερνόβα τύπου Ia στο πιο ολοκληρωμένο σύνολο δεδομένων του είδους του, συνδυάζοντας ιστορικές παρατηρήσεις με δεδομένα από την Έρευνα Σκοτεινής Ενέργειας (Dark Energy Survey). Αντί να επιβεβαιώσει ότι η σκοτεινή ενέργεια είναι σταθερή και αμετάβλητη, όπως υποθέτει το τυπικό μοντέλο ΛCDM, η ανάλυση βρήκε πρόσθετα στοιχεία που υποδηλώνουν ότι η σκοτεινή ενέργεια ενδέχεται να μεταβάλλεται με την πάροδο του χρόνου.sci+2

«Αντί να επιβεβαιώσουμε το τυπικό μοντέλο της κοσμολογίας, το οποίο υποθέτει ότι η σκοτεινή ενέργεια είναι σταθερή και αμετάβλητη, έχουμε περισσότερα στοιχεία ότι η σκοτεινή ενέργεια μπορεί να αλλάζει με την πάροδο του χρόνου», δήλωσε ο Καμιλέρι. Το εύρημα αυτό απηχεί αποτελέσματα από το Φασματοσκοπικό Όργανο Σκοτεινής Ενέργειας (DESI), το οποίο εντόπισε ανεξάρτητα ενδείξεις μεταβαλλόμενης στο χρόνο σκοτεινής ενέργειας.china.org.cn+1

Οι κοσμολόγοι παραμένουν διχασμένοι

Δεν αποδέχονται όλοι οι ερευνητές αυτά τα συμπεράσματα. Μια δημοσίευση στο ίδιο τεύχος του περιοδικού με τη μελέτη του Σαρκάρ, με συν-συγγραφέα την καθηγήτρια Μαρία Βιντσέντσι της Οξφόρδης, υποστηρίζει ότι τα στοιχεία για την κοσμική επιτάχυνση παραμένουν ισχυρά ακόμη και αφού ληφθούν υπόψη τα φαινόμενα που εντόπισε η ομάδα του Σαρκάρ. Μια ξεχωριστή ανάλυση τον Αύγουστο προέβαλε επίσης αντιρρήσεις, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι το σύμπαν συνεχίζει να διαστέλλεται όπως προβλέπουν τα σημερινά μοντέλα.physics.ox+3

Η αντιπαράθεση εξελίσσεται σε ένα πλαίσιο ευρύτερης αβεβαιότητας. Η μεγαλύτερη έρευνα που έγινε ποτέ μεταξύ φυσικών, υπό τον Νιάγιες Αφσόρντι του Ινστιτούτου Perimeter, η οποία δημοσιεύθηκε νωρίτερα φέτος, διαπίστωσε ότι το μοντέλο ΛCDM απέτυχε να εξασφαλίσει την υποστήριξη της πλειοψηφίας των ερωτηθέντων. Μόνο το 51% συμφώνησε ότι το πρώιμο σύμπαν υπέστη πληθωρισμό, ενώ οι απόψεις για τη σκοτεινή ύλη ήταν διασπαρμένες σε πολλές ανταγωνιστικές ερμηνείες.scitechdaily+1

Και οι δύο πλευρές στρέφουν τώρα το βλέμμα τους στην έρευνα Legacy Survey of Space and Time του Αστεροσκοπείου Rubin, η οποία θα μετρήσει εκατοντάδες χιλιάδες σουπερνόβα και θα μπορούσε να βοηθήσει να ξεκαθαριστεί αν το σύμπαν πράγματι επιταχύνεται, ή αν μία από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις της κοσμολογίας πρέπει να αναθεωρηθεί.sciencedaily