Η σκοτεινή ακτινοβολία μπορεί να προκαλεί την διαστολή του σύμπαντος γρηγορότερα από το αναμενόμενο

Το σύμπαν διαστέλλεται πιο γρήγορα από ό, τι αναμενόταν και οι επιστήμονες εικάζουν ότι αυτή η διαπίστωση μπορεί να εξηγηθεί από μια μυστηριώδη δύναμη που ονομάζεται σκοτεινή ακτινοβολία.

Μια διεθνής ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον καθηγητή Adam Riess του Telescope Science Institute Space και το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins έκαναν τις πιο ακριβείς μετρήσεις μέχρι στιγμής του ποσοστού διαστολής του σύμπαντος μετά την Μεγάλη Έκρηξη, 13.800 εκατομμύρια χρόνια πριν.

Ανακάλυψαν ότι το σύμπαν διαστέλλεται ταχύτερα από ό, τι αναμενόταν,  με ρυθμό ταχύτερο -κατά 5% έως 7%- από ό,τι πίστευαν έως τώρα οι επιστήμονες.

Τα ευρήματα, που δημοσιεύονται στο The Astrophysical Journal, έχουν προκαλέσει την επανεξέταση της κατανόησής μας για το σύμπαν και, ειδικότερα, τις έννοιες της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας.

Η κανονική ύλη, όπως τα άστρα, οι  πλανήτες και το αέριο πιστεύεται ότι αποτελούν μόνο το 5% του σύμπαντος.

Τα υπόλοιπα είναι 25% σκοτεινή ύλη και το 70% σκοτεινή ενέργεια, που και τα δύο είναι αόρατα και δεν έχουν άμεσα ανιχνευθεί.

Ο συν-συγγραφέας της μελέτης και αστρονόμος Δρ Brad Tucker από το Παρατηρητήριο Mt Stromlo στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας, είπε ότι υπάρχουν διάφορες πιθανές εξηγήσεις για το εύρημα.

Μια πιθανότητα είναι ότι η σκοτεινή ενέργεια αλλάζει με την πάροδο του χρόνου - "αλλά οι μετρήσεις μας της σκοτεινής ενέργειας είναι διαρκείς και συνεχείς" - μια άλλη πιθανότητα είναι ότι η σκοτεινή ύλη είναι ισχυρότερη ή συμπεριφέρεται με τη βαρύτητα διαφορετικά, είπε.

Μια τρίτη πιθανότητα είναι μια μυστήρια δύναμη γνωστή ως σκοτεινή ακτινοβολία.

"Είτε κάτι άλλο λείπει, είτε υπάρχει ένα νέο είδος ουσίας που δεν γνωρίζουμε, ή τα πράγματα που ήδη γνωρίζουμε είναι πραγματικά περίεργα και τρελά και κάτι αστείο συμβαίνει," είπε ο Δρ Τάκερ

"Η σκοτεινή ακτινοβολία θα ήταν διαφορετική από τη σκοτεινή ύλη ή η σκοτεινή ενέργεια, πρόσθεσε ο Δρ Τάκερ, "ενδεχομένως μια νέα μορφή νετρίνο".

'Είτε προσθέσεμε κάτι καινούργιο ή πρέπει να καταλάβουμε τι σκεφτόμαστε για την σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια και αυτό που πραγματικά είναι."
Ο νέος υπολογισμός βασίζεται σε μετρήσεις των αποστάσεων από περίπου 2.400 άστρα σε 19 γαλαξίες. Οι νέες εκτιμήσεις έχουν μεγαλύτερη ακρίβεια από ποτέ και μειώνουν μόνο στο 2,4% το ποσοστό αβεβαιότητας για τον ρυθμό επέκτασης του σύμπαντος. Οι προσπάθειες συνεχίζονται για να κατέβει η αβεβαιότητα περαιτέρω στο 1%.

Με βάση τις νέες μετρήσεις, ο ρυθμός επέκτασης, γνωστός και ως «σταθερά του Χαμπλ», εκτιμάται ότι είναι 73,2 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο ανά μεγαπαρσέκ (ένα μεγαπαρσέκ ισοδυναμεί με 3,26 εκατομμύρια έτη φωτός). Αυτό σημαίνει ότι οι κοσμικές αποστάσεις ανάμεσα στα ουράνια σώματα (και τη Γη) θα διπλασιασθούν σε 9,8 δισεκατομμύρια χρόνια.

«Αυτή η αναπάντεχη ανακάλυψη μπορεί να μας δώσει σημαντικές ενδείξεις για να κατανοήσουμε αυτά τα μυστηριώδη τμήματα του σύμπαντος, που αποτελούν το 95% του παντός και δεν εκπέμπουν φως, όπως είναι η σκοτεινή ενέργεια, η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ακτινοβολία», δήλωσε ο Άνταμ Ρις.

Όμως και η νέα εκτίμηση αποτελεί ένα αίνιγμα για τους επιστήμονες, καθώς διαφέρει σημαντικά από τον ρυθμό επέκτασης του σύμπαντος που προκύπτει με βάση μετρήσεις της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου μετά την «Μεγάλη Έκρηξη», τις οποίες έχουν κάνει ήδη οι δορυφόροι «Planck» του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος και WMAP της NASA. Σύμφωνα με αυτές τις μετρήσεις, η «σταθερά του Χαμπλ» είναι 9% και 5% μικρότερη αντίστοιχα, σε σχέση με τις υπολογισμούς με τη βοήθεια του τηλεσκοπίου Hubble.

Όπως είπε ο Άνταμ Ρις, η μεγάλη πρόκληση είναι να βρεθεί μια «γέφυρα» ανάμεσα στους διαφορετικούς υπολογισμούς. Τόνισε επίσης ότι μια εξήγηση για τον ταχύτερο ρυθμό του σύμπαντος είναι ότι η σκοτεινή ενέργεια απομακρύνει τους γαλαξίες μεταξύ τους με ακόμη μεγαλύτερη δύναμη από ό,τι είχε υποτεθεί έως τώρα. Άλλες πιθανές εξηγήσεις, είπε, συμφωνώντας με τον Δρ Τάκερ, είναι ότι η σκοτεινή ύλη διαθέτει περίεργα και απρόσμενα χαρακτηριστικά, ότι στο σύμπαν δρα μια σκοτεινή ακτινοβολία από ένα άγνωστο υποατομικό σωματίδιο ή ότι η γενική θεωρία σχετικότητας (βαρύτητας) του Αϊνστάιν δεν είναι πλήρης.

Ο καθηγητής Jeremy Mould του Πανεπιστημίου Swinburne για την Αστροφυσική και υπερυπολογιστές, είπε ότι η νέα μελέτη είναι η συνέχιση των εργασιών για τη μέτρηση της σταθεράς του Hubble.

"Αλλά θα πρέπει να είμαστε επιφυλακτικοί σχετικά με τις συγκρίσεις αυτού του αποτελέσματος με τα θαυμάσια αποτελέσματα του τηλεσκοπίου Planck, της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου" είπε ο καθηγητής Mould,  καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι υπάρχει ένα τέταρτο είδος νετρίνο που είναι "ένα εξαιρετικό αποτέλεσμα που απαιτεί ένα εξαιρετικό πρότυπο απόδειξης".

Ο Δρ Τάκερ συμφωνεί ότι απαιτείται περισσότερη έρευνα για να εξακριβωθεί κατά πόσον η επέκταση προκλήθηκε από τη σκοτεινή ενέργεια, τη σκοτεινή ύλη ή τη σκοτεινή ακτινοβολία "επειδή κάτι δεν είναι σωστό".

«Κάτι παράξενο υπάρχει στο σύμπαν."

Είπε ότι τα αποτελέσματα θα πρέπει να εξεταστούν περαιτέρω από πειράματα χρησιμοποιώντας διαφορετικές τεχνικές από άλλα έργα.

Η έρευνα είναι διαθέσιμη στην ιστοσελίδα της προ-εκτύπωσης arXiv.
thecuriosityofcat
5/6/2016

0 σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου