“Zapanjujuće otkriće”: Tamna energija možda se mijenja, i to bi moglo promijeniti sve

TAMNA energija već godinama zbunjuje astrofizičare. Ona ubrzava širenje svemira, a čini čak 70 % ukupne energije u kozmosu. No što je to točno, još uvijek nitko ne zna. “Ne znamo njezinu prirodu, ne znamo kako djeluje, ali znamo da postoji jer vidimo njezine posljedice,” objašnjava profesor Mustapha Ishak-Boushaki sa Sveučilišta u Teksasu.

Ishak-Boushaki je jedan od voditelja međunarodnog projekta DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), koji već četvrtu godinu mapira milijune galaksija kako bi razotkrio tajne tamne energije. Dosad su već prikupili podatke o 15 milijuna galaksija i kvazara, a do kraja istraživanja planiraju dosegnuti brojku od 50 milijuna.

I upravo ti najnoviji podaci upućuju na nešto što bi moglo promijeniti kozmologiju kakvu poznajemo: tamna energija možda nije stalna, kako se dosad vjerovalo. Možda čak i slabi. “Samo otkriće tamne energije prije tridesetak godina bilo je golemo iznenađenje,” prisjeća se astronom David Weinberg sa Sveučilišta Ohio State. “Ali ovo… ovo bi moglo biti još nevjerojatnije.”

Kroz milijarde godina svemirske prošlosti

DESI je postavljen na teleskopu u Arizoni, a njegovih 5000 optičkih vlakana omogućuje istovremeno promatranje tisuća galaksija. I ne samo da ih promatra, DESI praktički gleda kroz vrijeme. Kako svjetlost iz udaljenih objekata putuje milijardama godina do nas, znanstvenici kroz nju vide kako je svemir izgledao u različitim razdobljima.

DESI trenutačno stvara jedan od najdetaljnijih trodimenzionalnih prikaza svemira, od njegovih najranijih dana do današnjice. A najnoviji podaci, dvostruko opsežniji od onih objavljenih prije manje od godinu dana, pružaju sve više naznaka da tamna energija nije konstanta.

“Naš posao je slušati što nam svemir govori. I možda nam poručuje da je sve puno složenije nego što smo zamišljali,” kaže Andrei Cuceu iz Lawrence Berkeley laboratorija, jedan od voditelja DESI-jeve radne skupine.

Kao golemo kozmičko ravnalo

Ključno u cijeloj priči je nešto što astronomi zovu BAO skala, akustične oscilacije bariona. To su valovi materije iz ranog svemira koji su ostavili tragove u raspodjeli galaksija. Te strukture, udaljene u prosjeku 480 milijuna svjetlosnih godina, funkcioniraju kao golemo “ravnalo” u svemiru koje omogućuje mjerenje širenja svemira.

“Kombinirajući ta mjerenja s podacima o supernovama, gravitacijskim lećama i kozmičkoj mikrovalnoj pozadini, sve ukazuje na isti zaključak, tamna energija možda slabi,” kaže Paul Martini, još jedan od voditelja projekta.

Ako se taj trend nastavi, tamna energija više neće biti dominantna sila u svemiru. “U tom slučaju širenje svemira bi moglo prestati ubrzavati, a u nekim modelima čak i stati, ili početi kolapsirati. Naravno, govorimo o vremenskim razmjerima od milijardi godina,” kaže Ishak-Boushaki. “Ali ako se pokaže da je to istina, to bi bila prekretnica za cijelu fiziku.”

Novo poglavlje kozmologije?

Za sada nema dovoljno dokaza da bi se mogla donijeti konačna presuda, ali sve više podataka ide u istom smjeru. “Glavno pitanje je hoćemo li s novim mjerenjima i dalje viđati isti trend? Ako da, sljedeće će pitanje biti: kako se točno tamna energija mijenja, i zašto?” pita se Martini.

DESI bi također mogao pomoći u boljem razumijevanju razvoja galaksija, ponašanja crnih rupa, pa i možda najzagonetnijeg entiteta u svemiru, tamne tvari. “Kakva god tamna energija bila, ona će oblikovati budućnost svemira,” kaže Michael Levi, direktor DESI-ja. “Nevjerojatno je što sve možemo saznati samo promatrajući noćno nebo.”

U planu je i novi projekt, Spec-S5, koji bi mogao proučavati i do deset puta više galaksija nego DESI, koristeći teleskope i na sjevernoj i na južnoj hemisferi.

Novi teleskopi, nova pitanja

Osim DESI-ja, uskoro u istraživanje tamne energije i tamne tvari ulaze i drugi veliki projekti. Među njima su i svemirski teleskopi Euclid i Nancy Grace Roman, koji bi trebali krenuti u misije do 2027. godine. Oni će dodatno proširiti znanje o tome kako se svemir širio i razvijao.

Jason Rhodes iz NASA-e, koji vodi američku znanstvenu misiju teleskopa Euclid, ističe da novi podaci ukazuju na “napetost” između onoga što znamo o ranom i kasnijem svemiru. “Naš najjednostavniji model tamne energije ne može baš lako objasniti kako smo od ranog svemira došli do ovoga što danas promatramo,” kaže Rhodes. “DESI i slični rezultati ukazuju da trebamo složeniji model. A to je uzbudljivo, jer možda znači da postoje još nepoznati zakoni fizike koji upravljaju svemirom.”