Gyengül a sötét energia, mi lesz az univerzummal?

A világegyetem újabb vizsgálatai szerint a kozmológia standard modellje nem állja meg a helyét, mert a sötét energia gyengül. A Lambda-CDM modell szerint a sötét energia magyarázatot adhat a világegyetem gyorsulva tágulására.

Az univerzum felgyorsult tágulását több mint 25 éve fedezték fel, és a sötét energia új információi a Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) által készített térkép részeként érkeztek. A DESI a világegyetem valaha készült legnagyobb 3D-s térképét hozta létre, és megmérte az univerzum tágulását 11 milliárd év alatt. A tudósok a 8-11 milliárd évvel ezelőtti tágulási történetre is következtetni tudtak. A DESI-projekt 2021-ben indult, és már az első év adataival felülmúlta az összes korábbi 3D spektroszkópiai térképet, megerősítve az univerzum legjobb modelljének alapjait.

A műszer 5000 robotszemével galaxisok millióiból gyűjti össze a fényt, és a fényhullámhossz változásainak mérésével következtet az univerzum tágulására.

Einstein ötlete

Albert Einstein 1915-ben tette közzé az általános relativitáselméletet, amely szerint a gravitáció a tér és az idő görbületéből származik. 1917-ben Einstein és Willem de Sitter bebizonyította, hogy az általános relativitáselmélet egyenletei használhatók az univerzum leírására. Einstein az egyenleteihez a kozmológiai állandót (lambdát) adta, hogy egy statikus világegyetemet írjon le. Edwin Hubble 1929-ben felfedezte, hogy a távoli galaxisok fénye megnyúlik (vöröseltolódás), ami azt jelenti, hogy az univerzum tágul. Ezt a tágulást "Hubble-állandónak" nevezték el. Einstein később úgy vélte, hogy a lambda bevezetése élete legnagyobb baklövése volt.

1998-ban két független csillagászcsoport felfedezte, hogy az univerzum tágulása nem lassul, hanem gyorsul. Bevezették a sötét energia fogalmát, amely az univerzum anyagának és energiájának 70 százalékát teszi ki. Az LCDM-modellben a sötét energiát a kozmológiai állandó képviseli, amely most a gravitáció ellen hat, és gyorsuló ütemben távolítja el egymástól a tér és az idő szövetét.

Ősgalaxisok

Az LCDM-modell szerint az ősrobbanást követően az univerzum nagy sűrűségű, homogén és forró volt, majd tágulásával megjelentek az energia-ingadozások. A tér átrendeződésével a sötét anyag elkezdett csomópontokba sűrűsödni, és az új atomok gázmolekulákat gerjesztettek. Ekkor az univerzumban hidrogén, hélium és sötét anyag volt. A nagyobb sűrűségű területeken összpontosult a gáz és a sötét anyag, és létrejöttek az első protogalaxisok, amelyekből galaxisok születtek.

A DESI megfigyelései arra engednek következtetni, hogy a sötét energia nem állandó, ellentétben a modell korábbi feltételezésével. Ha ezek az új mérések pontosak, akkor a kozmológiai állandó nem írja le helyesen az űr energiasűrűségét.

García Peñaloza, a DESI munkatársa és kolumbiai egyetem kozmológusa szerint van egy elképzelés, hogy a sötét energia változatlan kozmológiai állandó, de a galaxisok idővel olyan messze kerülnek egymástól, hogy az éjszakai égbolt teljesen üres lesz. Ennek következménye lehet az univerzum hőhalála, vagy a felgyorsult tágulás a téridő szövetének szétszakadását okozhatja.

A kozmológusok most arra várnak, hogy a DESI eredményeit összevethessék az 2023. július 1-jén felbocsátott Euclid űrteleszkóp adataival. Ez a két különböző küldetésből származó adathalmaz egymást kiegészítő képet adhat az univerzumról és arról, hogy a sötét energia hogyan alakítja az univerzális szerkezetet.