Vaatan pimedusse
Meie universumi laienemine kiireneb. Seda kummalist nähtust nimetatakse tumedaks energiaks ja seda märgati esmakordselt umbes kakskümmend aastat tagasi kaugete supernoovade plahvatuste uuringutes. Sellest ajast alates on mitmed sõltumatud tõendusmaterjalid jõudnud samale jubedale järeldusele: universum muutub üha paksemaks ja kiiremaks.
Ikka, mida kuradit põhjustab? Mida on tumedat energiat? Võimalike põhjuste jaoks on mitmesuguseid ideesid. Võib-olla on see illusioon ja meie arusaam gravitatsioonist on nendel suurtel skaaladel lihtsalt vale. Võib-olla tungib kogu kosmoseaega pisut müstiline väli, mis suurendab galaktikate vaheliste kauguste võimendamist kogu universumis.
Ülekaalukalt kõige lihtsam selgitus on see, et tume energia on lihtsalt seal. Lihtne olemuskonstant, mis ilmneb üldise suhtelisuse võrrandites, mis on põhiline raamistik kosmoloogiliste küsimuste mõistmiseks. Sellel pole selgitust ega põhjust. Nagu iga teine loomuse konstant, on see ka lihtsalt osa põhilisest reaalsusest.
Ehkki see selgitus ei vasta täielikult, selgitab see kõiki seni saadaolevaid andmeid.
Koputades kvaasri energiat
Ja andmed on lihtsalt sellised: näib, et tumeda energia tugevus on kogu kosmilise aja jooksul püsinud absoluutselt konstantsena. See on kohal, olevikus, muutumatuna nii ajas kui ruumis.
Võib olla.
Pimeda energia olemuse uurimisel on üks suurimaid väljakutseid see, et meil pole täielikku pilti universumi laienemisloost. Selle asemel on meil tegemist sellega, mis võrdub kosmoloogiliste “bookenditega” - saame laienemist uurida suhteliselt hiljuti, kasutades 1.a tüüpi supernoovat, ja me teame väga täpselt universumi seisundit, kui see oli kosmilise mikrolaine taustal vaid 380 000 aastat vana.
Meil ei ole väga selget pilti universumi vahepealsest seisust, kuid viimasel ajal proovivad paar teadlast seda muuta, uurides kaugetest kvaasritest pärit valgust. Need kvaasarid on tohutult eredad objektid, mille toiteallikaks on materjali gravitatsiooniline kokkusurumine, kuna need pigistavad end kokku hiiglaslike mustade aukude sisse. Kvaarid on vaieldamatult universumi kõige võimsamad mootorid, muutes need suurepäraseteks kandidaatideks kosmoseajaloo sügavale uurimisele raamatute vahel.
Keskne väljakutse on aga see, et sa pole kunagi päris kindel, kui kaugel antud kvasar on. Kui üks on heledam kui teine, kas esimene on lähemal ... või lihtsalt heledam? Ilma viisi nende lahtiühendamiseks ei saa te kindlat distantsi, mis tähendab, et te ei saa universumi laienemist mõõta ajast, mil kvaasar selle valguse välja andis.
Teadlased rakendasid aga uut trikki, võrreldes kahte erinevat tüüpi kvasarite kiirgavat valgust. Esimene liik on ultraviolettkiirgus, mis eraldub kukkuvast materjalist endast. Teine on ultraviolettkiirguse tekitatud raskem röntgenikiirgus, mis suurendab veelgi ümbritseva gaasi suuremat energiat. Nende kahe emissiooniallika võrdlemisel saavad teadlased paljastada iga kvasari tõelise heleduse ja teada saada nende vahemaad.
Suur räpp, suur pakkumine
Ja teadlased leidsid, et nende esialgsete tulemuste kohaselt oli tume energia varem nõrgem. See tähendab, et see pole püsiv - see areneb ja muutub ning aja jooksul muutub tugevamaks. Kui see tulemus püsib (ja see on suur, kui) siis tuleb aknast välja visata meie lihtsaim tumeda energia seletus millegi keerukama kasuks. Mis on tegelikult hea asi - muutuv tume energia võib anda meile vihjeid, mida peame füüsika uute valdkondade uurimiseks.
Kuid see tulemus maalib ka kohutavama pildi universumi tulevikust. Kui tume energia püsib muutumatuna, säravad tähed veel kümneid triljoneid aastaid, kui galaktikad triivivad üksteisest õrnalt eemale. Kuid kui tume energia aja jooksul tugevneb, muutub selle tõrjuv jõud ülivõimsaks - see ei aja mitte ainult galaktikaid lahku, vaid ka galaktikaid ise laiali.
Ja päikesesüsteemid.
Ja planeedid.
Ja molekulid.
Kui kaua võtab aega see “suur rip” stsenaarium välja mängida? See sõltub sellest, kui kiiresti tume energia üles tõuseb, kuid see võib toimuda juba mõne miljardi aasta pärast. Mis ei ole kosmoloogiliselt nii pikk.
Loe lisaks: “Kosmoloogilised piirangud Hasli kõrged punasekvaaride kvaaside diagrammist”
