W 1998 roku naukowcy dokonali odkrycia, które wstrząsnęło fundamentami astrofizyki – Wszechświat nie tylko się rozszerza, ale robi to coraz szybciej. Wyjaśnienie tego fenomenu przypisano ciemnej energii, która miała odpowiadać za ów niezwykły efekt. Nowe badania sugerują, że to, co widzimy, może być jedynie złudzeniem. Czyżby ciemna energia nie była potrzebna, by wyjaśnić ekspansję Wszechświata?
Od momentu odkrycia przyspieszającej ekspansji Wszechświata, ciemna energia stała się jednym z najważniejszych zagadnień astrofizyki. Według dominującego modelu Lambda-CDM ciemna energia stanowi aż 70% "budżetu energetycznego" Wszechświata. Opisuje się ją jako jednolitą siłę, która działa w każdej części przestrzeni kosmicznej, przeciwdziałając grawitacji i "rozpychając" galaktyki.
Istnieją różne teorie dotyczące natury ciemnej energii – od powiązań z energią próżni po bardziej zaawansowane modele zakładające jej dynamiczną ewolucję. Problem jednak w tym, że jej istnienia nigdy bezpośrednio nie potwierdzono. Nie dziwne więc, że poszukuje się teorii alternatywnych.
Jednym z najciekawszych wyzwań dla teorii Lambda-CDM jest model Timescape, który bierze pod uwagę nierównomierny rozkład materii w kosmosie. Zamiast zakładać, że Wszechświat jest jednorodny i izotropowy (czyli wygląda tak samo we wszystkich kierunkach), Timescape uwzględnia, że gęstsze regiony – galaktyki i gromady gwiazd – oraz ogromne pustki między nimi mogą wpływać na postrzeganie ekspansji.
Według tego modelu tempo rozszerzania się przestrzeni różni się w zależności od gęstości danego regionu. Puste przestrzenie rozszerzają się szybciej, ponieważ brak w nich masywnej materii, która mogłaby spowalniać ten proces. Średni efekt tej nierównomierności może naśladować przyspieszoną ekspansję Wszechświata, co wcześniej przypisywano działaniu ciemnej energii.
Zespół naukowców, analizując dane z supernowych typu Ia (szczególnie z zestawu Pantheon+), porównał dwa modele: klasyczny Lambda-CDM i Timescape. Okazało się, że w przypadku "bliższego" Wszechświata model Timescape lepiej tłumaczył obserwowane zjawiska. Nawet przy analizie bardziej odległych supernowych Timescape radził sobie równie dobrze lub lepiej niż model Lambda-CDM.
Nierównomierny rozkład materii, który tworzy „grudki” galaktyk i kosmiczne pustki, może znacząco wpływać na nasze postrzeganie ekspansji Wszechświata.
Wszystko wygląda pięknie. Ale i model Timescape wykłada się na pewnych rzeczach. Analiza nie uwzględniała np. prędkości osobliwych – lokalnych ruchów galaktyk, które mogą zniekształcać pomiary. Ponadto wykorzystany zbiór danych Pantheon+ nie jest tak precyzyjny, jak nowsze bazy — m.in. DES5yr.
Dodatkowo, model Lambda-CDM ma inne potężne wsparcie – barionowe oscylacje akustyczne i soczewkowanie grawitacyjne, które zgodnie wskazują na istnienie ciemnej energii. Przyszłe badania będą musiały uwzględnić te elementy w analizach Timescape, by dokładniej określić, który model lepiej opisuje nasz Wszechświat.
Czytaj również: Badacze szukają ciemnej energii w czarnych dziurach. Jak im idzie?
Jeśli model Timescape okaże się poprawny, czeka nas poważna zmiana paradygmatu. Przyspieszona ekspansja Wszechświata może być jedynie iluzją wynikającą z nierównomiernego rozkładu materii. I nie tylko kwestionuje potrzebę istnienia ciemnej energii, ale także zmusza nas do ponownego przemyślenia podstawowych założeń kosmologii. Ciekaw jestem, jak rozwinie się sprawa prawdziwej wojny dwóch modeli opisujących nasz Wszechświat.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
