Tuijottaa pimeyteen
Universumimme laajeneminen kiihtyy. Tätä outoa ilmiötä kutsutaan pimeäksi energiaksi, ja se havaittiin ensimmäistä kertaa tutkimuksissa, jotka koskivat kaukaisia supernovan räjähdyksiä noin kaksikymmentä vuotta sitten. Siitä lähtien useat riippumattomat todistuslinjat ovat kaikki tulleet samaan surkeaan johtopäätökseen: maailmankaikkeus muuttuu lihavammaksi ja lihavammaksi yhä nopeammin.
Silti mitä helvetti aiheuttaa? Mitä On tumma energia? Erilaisia ideoita on runsaasti mahdollisista syistä. Ehkä se on illuusio, ja ymmärryksemme painovoimasta on yksinkertaisesti väärässä näissä laajoissa mittakaavoissa. Ehkä jonkin verran salaperäinen kenttä tunkeutuu kaikkeen avaruusaikaan, mikä johtaa galaksien välisten etäisyyksien vahvistumiseen koko maailmankaikkeudessa.
Ylivoimaisimmin selitys on, että tumma energia on yksinkertaisesti siellä. Yksinkertainen luonnonvakio, joka ilmenee yleisen suhteellisuuden yhtälöissä, mikä on perusta puitteille, kuinka ymmärrämme kosmologisia asioita. Sillä ei ole selitystä eikä syytä. Kuten mikä tahansa muu luonnon vakio, se on vain osa perustavanlaatuista todellisuutta.
Vaikka tämä selitys ei ole täysin tyydyttävä, se selittää kaikki toistaiseksi saatavilla olevat tiedot.
Napauta kvasaarin energiaa
Ja tiedot ovat yksinkertaisesti tätä: näyttää siltä, että tumman energian vahvuus on pysynyt ehdottoman vakiona koko kosmisen ajan. Se on olemassa, läsnä, muuttumattomana sekä ajassa että tilassa.
Voi olla.
Yksi suurimmista haasteista tumman energian luonteen tutkimisessa on se, että meillä ei ole täydellistä kuvaa maailmankaikkeuden laajenemishistoriasta. Sen sijaan meillä on mitä kosmologisilla ”bookendillä” - voimme tutkia laajentumista suhteellisen viime aikoina tyypin 1a supernovalla, ja tiedämme hyvin tarkasti maailmankaikkeuden tilan, kun se oli vain 380 000 vuotta vanha kosmisen mikroaaltotaustan kautta.
Meillä ei ole kovin selkeää kuvaa siitä, mitä maailmankaikkeus oli tekemässä, mutta viime aikoina pari tutkijaa yrittää muuttaa sitä tutkimalla kaukaisten kvasaarien valoa. Nämä kvaasarit ovat hirveän kirkkaita esineitä, jotka saavat aikaan materiaalin painovoimapuristusta, kun ne puristuvat itsensä sopimaan jättiläisten mustien reikien sisälle. Kvasaarit ovat ylivoimaisesti maailmankaikkeuden tehokkaimpia moottoreita, mikä tekee niistä erinomaisia ehdokkaita tutkimaan syvälle kosmista historiaa bookendien välillä.
Keskeinen haaste on kuitenkin se, että et ole koskaan täysin varma kuinka kaukana tietty kvasari on. Jos yksi on kirkkaampi kuin toinen, onko ensimmäinen lähempänä ... vai vain kirkkaampi? Ilman tapaa erottaa nämä, et voi saada tarkkaa etäisyyttä, mikä tarkoittaa, että et voi mitata maailmankaikkeuden laajenemista siitä hetkestä lähtien, kun kvaasari lähetti sen valon.
Tutkijat sovelsivat kuitenkin uutta temppu vertaamalla kahta erilaista kvaasarien lähettämää valoa. Ensimmäinen laji on ultravioletti, jota säteilee itse pudottavasta materiaalista. Toinen on ultraviolettisäteilystä luodut kovemmat röntgensäteet, jotka saavat aikaan korkeampia energioita vielä ympäröivästä kaasusta. Vertailemalla näitä kahta päästölähdettä tutkijat voivat paljastaa kunkin kvaasarin todellisen kirkkauden ja tietää siten niiden etäisyydet.
Big Rip, Big Deal
Ja tutkijat havaitsivat, että alustavien tulosten mukaan tumma energia oli aiemmin heikompaa. Tämä tarkoittaa, että se ei ole vakio - se kehittyy ja muuttuu, ja kasvaa ajan myötä. Jos tämä tulos kestää (ja se on iso jos), sitten yksinkertainen selitys pimeästä energiasta on heitettävä ulos ikkunasta jotain monimutkaisempaa hyväksi. Mikä on oikeastaan hyvä asia - muuttuva pimeä energia voisi antaa meille johtolankoja, joita tarvitsemme tutkia uusia fysiikan alueita.
Mutta tämä tulos maalaa myös surkeamman kuvan maailmankaikkeuden tulevaisuudesta. Jos pimeä energia pysyy vakiona, tähtien loisto jatkuu kymmenien biljoonien vuosien ajan galaksien siirtyessä varovasti toisistaan. Mutta jos tumma energia kasvaa ajan myötä, niin sen hylkivä voima tulee ylivoimaiseksi, ei vain ajaa galakseja toisistaan, vaan myös repiä galaksit itse.
Ja aurinkojärjestelmät.
Ja planeettoja.
Ja molekyylejä.
Kuinka kauan kestää tämän "suuren kopioinnin" skenaarion pelaaminen? Se riippuu siitä, kuinka nopeasti pimeä energia nousee ylös, mutta se voi olla jo muutamassa miljardissa vuodessa. Mikä ei kosmologisesti katsoen ole niin kauan.
Lue lisää: “Kosmologiset rajoitukset kvasaarien Hubble-kaaviosta suurissa punasiirtoissa”
