I årtier har forskere forundret sig over, at vores univers ekspanderer. Fra et logisk synspunkt skulle tyngdekraften tiltrække galakser til hinanden, men observationer fra 1990'erne viste, at universet ikke bare ekspanderer, det ekspanderer med en accelererende tendens, og den såkaldte mørke energi er skylden.
Mørk energi (ikke at forveksle med mørk stof) er en hypotetisk kraft, der tegner sig for op til 68,3 procent af al energi i det observerbare univers. Og forskere mener, at denne energi skubber galakser væk fra hinanden. På trods af de mange indirekte beviser for dens eksistens har ingen endnu været i stand til direkte at bestemme tilstedeværelsen af mørk energi eller i det mindste forklare, hvor den kom fra.
Ifølge den nye hypotese lå svaret på dette spørgsmål imidlertid bogstaveligt for vores næser. I henhold til denne hypotese er mørk energi absolut almindelig, når man betragter den fra en af de grundlæggende love i universet, som vi ofte glemmer, når vi overvejer dette spørgsmål. Denne grundlæggende lov er loven om energibesparelse. De taler om ham tilbage på gymnasiet. Med enkle ord siger han følgende: energi kan ikke bare skabes eller ødelægges, den kan ikke bare forsvinde. Det eneste, det kan gøre, er at flyde fra en tilstand til en anden eller flytte fra et organ til et andet. Det meste af vores grundlæggende fysik er baseret på denne lov.
En ny undersøgelse foretaget af et team af fysikere fra forskellige institutioner antyder, at hvis endda et subtilt energitab fandt sted i de tidligste dage af universet, kunne dette forklare arten af mørk energi, som mange forskere taler om i dag. Forfatterne af undersøgelsen tilføjer, at det er meget muligt, at denne lækage, selv om den overtrådte en grundlæggende lov, overtrådte den så ubetydelig, at til sidst ingen ville have bemærket den.
Hypotesen er ganske dristig, skal det bemærkes. Men her er det interessant at forstå, hvad der nøjagtigt førte forskerne til en sådan hypotese. For at forstå spørgsmålet om mørk energi og forsøge at forklare det, skal du gå tilbage til 1917, året hvor Einstein prøvede at forstå, hvorfor universet er statisk og ikke har en tendens til at skrumpe eller udvide. På det tidspunkt var denne teori meget populær.
For at forklare fraværet af et gravitationsbånd foreslog Einstein, at der skal være noget i universet, der kunne skabe modstand mod tyngdekraften på en universel skala. Sådan optrådte den kosmologiske konstant. Han opgav imidlertid denne idé i 1929, da astronom Edwin Hubble først så tegnene på et ekspanderende univers, som han bemærkede i sine beregninger. I de tidlige 90'ere af forrige århundrede beviste videnskabsmænd, at universet ekspanderer med acceleration, og Einsteins konstante blev igen relevant. Astrofysikere har troet, at denne konstante, som Einstein talte om i sine værker for flere årtier siden, faktisk altid har været den ting, vi i dag kalder mørk energi.
Så hvad er dette, mørk energi? Generelt forstås det som en kosmologisk konstant, uforanderlig energitæthed, der opstår og ensartet udfylder universets rum. Vi ved fra kvantemekanikken, at tomt rum faktisk ikke er tomt - det er fyldt med kvantepartikler og den energi, der vises under påvirkning af udseendet og forsvinden af disse partikler. Og nogle af disse partikler kan have frastødende kraft - den meget mørke energi.
Det mest kontroversielle punkt er måske, at den forudsagte mængde af fremvoksende mørk energi inden for rammerne af denne proces skal være større end den indikator, der i øjeblikket er fremsat under hensyntagen til observationen af udvidelsen af universet - op til 120 størrelsesordener mere for at være mere præcise. Dette kan indikere, at vi enten måler denne volumen forkert, eller vi slet ikke forstår, hvor nøjagtigt mørk energi stammer fra.
Salgsfremmende video:
Ny forskning antyder, at sidstnævnte er det mest sandsynlige scenarie, og en ny hypotese fremsættes ved denne lejlighed. Hvad hvis universet tidligt i sit udseende oplevede en vis energilækage, og dette tab satte tempoet for fremkomsten af mørk energi?
”I vores model er mørk energi repræsenteret af noget, der kan indikere den mængde energi og momentum, der er gået tabt i hele universets historie,” siger en af forskerne, Alejandro Perez.
Centralt i denne nye hypotese er en alternativ model for generel relativitet, som Einstein ankom i 1910'erne. Det kaldes den unimodulære tyngdekraftmodel. Ifølge hende behøver energi slet ikke at blive konserveret. På samme tid siger forskerne, at når man anvender modellen for unimodular tyngdekraft i beregninger, er værdien af den kosmologiske konstant ideelt korreleret med de observationer, i henhold til hvilke vores univers udvides med acceleration.
Det er også vigtigt at bemærke, at denne model ikke nødvendigvis er i strid med vores nuværende forståelse af universet. Selvom energien forsvandt i det tidlige univers vil påvirke ændringen i værdierne af mængderne af mørk energi, vil den ikke påvirke noget andet, eller i det mindste vil det ikke ses i vores moderne eksperimenter.
”Energien fra det stof, der udgør stof, kan overføres til tyngdefeltet, og dette 'energitab' vil fungere som en kosmologisk konstant - det vil ikke blive fortyndet senere med universets udvidelse,” siger Thibault Josse, et andet medlem af forskerteamet.
"Med dette i tankerne kan tab eller skabelse af energi i den fjerne fortid få alvorlige konsekvenser i dag og på et helt andet niveau og i større skala."
Her opstår imidlertid spørgsmålet: hvis energiforsvindelsen ikke har nogen indflydelse på universet, bortset fra at ændre værdien af selve den mørkeste energi, hvordan kan man så verificere rigtigheden eller forkertheden af denne hypotese? Dette er det største problem.
”Vores forslag er meget generelt, og enhver ændring i loven om bevarelse af energi vil sandsynligvis bidrage til effektiviteten af den kosmologiske konstant. For eksempel kunne det placere nye begrænsninger på fænomenologiske modeller uden for kvantemekanikken,”siger Josse.
”På den anden side virker direkte bevis for, at mørk energi drives af almindelig energi, der ændrer dens tilstand, ud over virkeligheden, da vi allerede har værdien af lambda-betegnelsen (det er også en kosmologisk konstant), og derudover er vi begrænsede kun sidste gang af hendes (mørke energi) udvikling”.
Generelt synes denne hypotese at være, hvad den er hidtil, en hypotese, der endnu ikke er testet. Imidlertid siger fysikere, at de ønsker at undersøge det mere detaljeret for sandsynligheder i fremtiden.
”Der er ikke tale om nogen sikkerhed. Men denne nye idé ser ud til at være mindst interessant og fortjener derfor opmærksomhed,”siger Lee Smolin, en teoretisk fysiker ved det canadiske institut for teoretisk fysik i Waterloo, som ikke var involveret i studiet.
NIKOLAY KHIZHNYAK
