Nowe wyniki z Dark Energy Survey sugerują, że tajemnicza ciemna energia może ewoluować wraz z upływem czasu. Badanie oparto na danych dla 15 milionów galaktyk.
Od lat jednym z najgorętszych tematów w świecie astrofizyki jest ciemna energia – enigmatyczne zjawisko, odpowiedzialne za ciągłe rozszerzanie się Wszechświata. Pierwszy raz została ona uwzględniona pod nazwą „stała kosmologiczna” w równaniach Einsteina, jednak jej wpływ odkryto dopiero w latach 90. Wyniki najnowszych badań zdają się poszerzać to, co dotychczas było wiadomo na jej temat.
Istnieje model, który używany jest do opisu wielkoskalowych struktur we Wszechświecie – Lambda-CDM (Lambda – grecka litera oznaczająca stałą kosmologiczną), CDM – Cold Dark Matter (zimna ciemna materia). Według tego modelu Wszechświat składa się m.in. z tzw. ciemnej materii (25%) oraz właśnie z ciemnej energii (aż w 70%). Jednak najnowsze badania sugerują, że wpływ ciemnej energii może się zmieniać.
Ubiegłej wiosny, grupa składająca się z aż 1000 kosmologów, dzięki obserwacjom ruchu milionów galaktyk ogłosiła, że działanie ciemnej energii prawdopodobnie słabnie. Kilka miesięcy później, na Kitt Peak, naukowcy skierowali w niebo 5000 „robotycznych oczu” DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), aby utwierdzić się w swoich poprzednich wnioskach.
W marcu 2025 roku najnowszych dowodów dostarczyli badacze, również wykorzystujący DESI, analizując dwukrotnie więcej danych niż poprzednio. Nowa mapa objęła 15 milionów galaktyk na przestrzeni 32 miliardów lat świetlnych (Wszechświat ma mniej niż 14 miliardów lat, ale kosmiczna ekspansja powoduje rozciągnięcie dystansu). Zyskano nowe dane, wspierające wcześniej postawioną hipotezę. Ponadto naukowcy z DES (Dark Energy Survey), poprzez analizę wspomnianych milionów galaktyk, sprawdzili, że pomiary skali barionowych oscylacji akustycznych (ang. baryon acoustic oscillations, w skrócie BAO), związanych z ruchem fal dźwiękowych we wczesnym Wszechświecie, są mniejsze od wyników przewidywanych przez Lambda-CDM o 4%. Skala barionowych oscylacji akustycznych jest używana do badania historii ekspansji Wszechświata i natury ciemnej energii
Jeśli hipoteza zmian w naturze ciemnej energii zostanie niezaprzeczalnie potwierdzona, zmieniłaby postrzeganie kosmologów na temat przyszłego losu Wszechświata. Wcześniej zakładano, że w wyniku działania ciemnej energii, ostatecznie wszystkie cząstki oddalą się od siebie, przez co wygasną wszelkie oddziaływania.
Jednak, jak wiele innych, i ta teoria ma swoich sceptyków – jednym z nich jest Raphael Bousso, fizyk teoretyczny z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Jego zdaniem zmienność ciemnej energii jest niemalże niemożliwa. Zachowanie znanych cząstek pokazuje, że próżnia musi mieć jakąś stałą energię. Podejrzewa on więc zespół DESI o wykrycie jakiegoś nieodkrytego wcześniej pola, ledwo odróżnialnego od stałej energii próżni. Mogłoby to skutkować niedokładnym pomiarem stałej kosmologicznej.
Jeśli zmiana w naturze ciemnej energii zostanie w pełni potwierdzona, może doprowadzić do powstania również innych hipotez, np. dotyczących możliwości występowania nowego typu cząstki za to odpowiedzialnej czy nawet uchwycenia ewentualnych niedoskonałości w teorii grawitacji Einsteina. Kto wie, może odkrycie słabnącego działania ciemnej energii w przyszłości naprowadzi naukowców nawet ku nowym fundamentalnym teoriom?
Więcej informacji:
- Is Dark Energy Getting Weaker? New Evidence Strengthens the Case
- Dark Energy Survey Supports Theory of Evolving Dark Energy
- Publikacja naukowa: Dark Energy Survey: implications for cosmological expansion models from the final DES Baryon Acoustic Oscillation and Supernova data
Opracowanie: Zuzanna Wrzeszcz
Źródło: Quantamagazine
Na ilustracji:
DESI i jego 5000 „robotycznych oczu”, które obracają się w stronę odległych galaktyk, zbierając ich światło. Źródło: DESI Collaboration.
