Czy ciemna energia słabnie? Nowe dane potwierdzają zaskakujące odkrycie

Czy ciemna energia słabnie? Nowe dane potwierdzają zaskakujące odkrycie

Świeże dane potwierdzają odkrycie, że ciemna energia, tajemnicza siła rozdzielająca galaktyki, zanikła w ciągu ostatnich 4,5 miliarda lat.

Efekt stał się ostrożny po raz pierwszy zgłoszono w kwietniu ubiegłego roku, ale najnowsze wyniki zaprezentowane 19 marca w ramach współpracy Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego w Anaheim w Kalifornii opierają się na zbieraniu danych przez trzy lata w porównaniu z jednym rokiem w przypadku wyników ogłoszonych w 2024 r.

„Teraz naprawdę zwracam uwagę” – mówi Catherine Heymans, astronom z Uniwersytetu w Edynburgu w Wielkiej Brytanii i astronom z Królestwa Szkocji.

Jeśli wyniki się potwierdzą, może to zmusić kosmologów do zrewidowania ich „standardowego modelu” historii Wszechświata. Model ogólnie zakładał, że ciemna energia jest nieodłączną właściwością pustej przestrzeni, która nie zmienia się w czasie – „stałą kosmologiczną”.

„Fizykom postawiono wyzwanie, aby to wyjaśnić” – mówi Heymans.

Mapowanie kosmiczne

Teleskop DESI znajduje się w Obserwatorium Narodowym Kitt Peak niedaleko Tucson w Arizonie. Wykorzystuje 5000 ramion robotycznych do kierowania światłowodów w wybrane punkty, w których w polu widzenia znajdują się galaktyki lub kwazary. Następnie włókna dostarczają światło do czułych spektrografów, które mierzą przesunięcie ku czerwieni każdego obiektu, czyli stopień rozciągnięcia jego fal świetlnych w drodze na Ziemię w wyniku rozszerzania się przestrzeni kosmicznej. Naukowcy mogą oszacować odległość obiektu na podstawie jego przesunięcia ku czerwieni, aby stworzyć trójwymiarową mapę ekspansji wszechświata.

Na tej mapie badacze przyglądają się następnie gęstości galaktyk, aby zidentyfikować zmiany pochodzące od fal dźwiękowych zwanych barionowymi oscylacjami akustycznymi (BAO), które istniały zanim zaczęły powstawać gwiazdy. Różnice te mają charakterystyczną skalę, która zaczyna się od 150 kiloparseków (450 000 lat świetlnych) w pierwotnym wszechświecie i zwiększa się wraz z ekspansją kosmiczną; obecnie urosły one od 1000 do 150 megaparseków, co czyni je największymi znanymi strukturami we współczesnym wszechświecie.

Śledząc ewolucję rozmiarów BAO, badacze mogą zrekonstruować, jak zmieniało się tempo ekspansji Wszechświata na przestrzeni eonów. Około 5 miliardów lat temu ekspansja przeszła ze spowolnienia na przyspieszenie pod wpływem ciemnej energii. Do zeszłego roku dane kosmologiczne wskazywały, że ciemna energia jest stałą kosmologiczną, co oznacza, że ​​Wszechświat powinien w dalszym ciągu rozszerzać się w coraz szybszym tempie.

Jednak wyniki najnowszej analizy DESI sugerują, że ekspansja kosmiczna przyspiesza obecnie mniej niż w przeszłości, co jest niezgodne z założeniem, że ciemna energia jest stałą kosmologiczną. Zamiast tego dane sugerują, że gęstość energii ciemnej energii – ilość ciemnej energii na metr sześcienny przestrzeni – jest obecnie o około 10% niższa niż 4,5 miliarda lat temu.