În acest fragment din „Materia: Iluzia magnifică„(Polity, 2025, tradus de Edward Williams), autorul și fizicianul Guido Tonelli se adâncește în descoperirea energiei întunecate și în multiplele încercări de a explica acest fenomen ciudat care pare să conducă expansiunea din ce în ce mai mare a universului.
Descoperirea lui energie întunecată a fost o adevărată surpriză pentru toată lumea, inclusiv pentru cei care lucrează la ea. Când s-a întâmplat, în 1998, astronomii care au fost primii care s-au trezit în prezența unor astfel de date surprinzătoare, nu le venea să-și creadă ochilor. Și totuși rezultatele nu au lăsat îndoieli.
Viteza cu care universul se extinsese nu era constantă; dimpotrivă, de ceva vreme încoace creștea semnificativ. Totul se îndepărta de orice într-un ritm din ce în ce mai frenetic.
Ceea ce vedeau oamenii de știință contrazicea ceea ce se așteptau; ideea expansiunii accelerate a universului era contraintuitivă. Toată lumea se aștepta ca atracția exercitată de gravitație să reducă încet viteza de expansiune a spațiului-timp, în timp ce se întâmpla exact opusul.
Timp de mulți ani, diferite echipe de oameni de știință au încercat să înțeleagă dacă ceea ce indică datele era real sau dacă, pe de altă parte, s-au făcut erori în măsurători. În cele din urmă, au cedat probelor. Nu exista nicio îndoială că se observa un nou fenomen natural, oricât de complet neașteptat ar fi fost. În cele din urmă, chiar și Academia Regală Suedeză de Științe din Stockholm a recunoscut importanța muncii lui Saul Perlmutter, Brian Schmidt şi Adam Riesscei trei astronomi care au efectuat cercetările timpurii, răsplătindu-și descoperirea cu 2011 Premiul Nobel.
Încă din primele momente, în încercarea de a explica acest fenomen ciudat, expresia energie întunecată a fost inventată, indicând ignoranța completă a mecanismului care a produs-o: o formă absolut necunoscută de energie care aparent împinge totul departe de orice altceva și crește pe măsură ce dimensiunile universului cresc.
Unii și-au imaginat un fel de antigravitație, un comportament extrem de ciudat al gravitației care din a fi atractiv, așa cum îl știm, devine respingător pe distanțe mari. Alții și-au imaginat un fel de energie de vid, o energie pozitivă, care creează un fel de presiune negativă, împingând astfel totul spre dilatare.
Ideea că vidul conține energie pozitivă, care îl face să se extindă, datează de mulți ani. Şi Albert Einstein a fost primul care a venit cu asta. Pentru a face universul static, adică pentru a contrabalansa efectul gravitației, care, acționând singură, ar face mai devreme sau mai târziu totul să se prăbușească într-un singur punct, Einstein a adăugat o constantă pozitivă, numită „constantă cosmologică” în ecuațiile sale manual, adică în mod arbitrar. Această clasificare a servit la construirea unui echilibru; a face ca universul să se extindă a contracarat efectele gravitației și l-a făcut stabil.
Mai târziu, când s-a descoperit că totul a avut un început turbulent și că galaxiile încă se depărtau unele de altele, Einstein a regretat această alegere, până la a se referi la ea drept una dintre cele mai grave gafe din viața sa. De fapt, cu un univers care decurge dintr-o singularitate ultra-densă și super-incandescentă, nu era nevoie de acest impuls suplimentar de expansiune pentru a produce o condiție de echilibru. Lucrul curios este că nimeni, mai ales Einstein, nu ar putea prezice că până la sfârșitul secolului XX, descoperirile făcute de Perlmutter, Schmidt și Riess vor readuce constanta sa cosmologică în vogă. Și așa, se pare că natura va ajunge întotdeauna să-i dea lui Einstein dreptate, chiar și atunci când marele om de știință este convins că în mod clar greșește.
Și în acest caz, informații prețioase despre prezența și distribuția energiei întunecate pot fi extrase prin analiza celei mai mici neomogenități a radiației cosmice de fond și a efectelor lentilelor gravitaționale produse de galaxii și clustere. Este curios să descoperim că este încă lumină ceea ce ne permite să aruncăm o privire asupra acestei părți umbrite a cosmosului.
Distribuția energiei întunecate în cosmos este foarte omogenă. Se comportă destul de diferit față de materie, fie că este materie obișnuită sau materie întunecată. Aceste din urmă substanțe materiale au distribuții reticulare cu noduri și filamente de mare densitate alternând cu spații largi goale. Dimpotrivă, energia întunecată este distribuită uniform în spațiu și pare să ocupe destul de fericit întregul volum al universului, exercitând o forță respingătoare asupra tuturor.
În încercarea de a înțelege originea acestei forme misterioase de energie, oamenii de știință au stabilit dacă viteza de expansiune este aceeași, într-o perioadă dată, pentru toate regiunile diferite ale universului. De asemenea, au realizat că acest fenomen a devenit dominant doar în ultimele miliarde de ani. Pentru o lungă perioadă, universul s-a extins după un ritm foarte diferit de cel actual.
Au fost testate diverse ipoteze, inclusiv ideea că avem de-a face cu o nouă forță fundamentală sau cu un comportament anormal al gravitației sau chiar cu prezența în țesătura spațiu-timpului a unor structuri foarte particulare, asemănătoare cu defecte în modelul său regulat. Dar, până în prezent, nimeni nu a reușit să înțeleagă ce dă naștere acestui fenomen ciudat, iar explicarea energiei întunecate rămâne una dintre cele mai formidabile provocări ale științei moderne.
În timp ce misterul din jurul originilor sale rămâne, măsurătorile precise efectuate ale efectelor energiei întunecate asupra geometriei universului și asupra fluctuațiilor spațiale ale densității materiei au făcut posibilă cuantificarea greutății acestei componente în compoziția materială a universul.
Rezultatul este senzațional; energia întunecată contribuie cu aproximativ 68% din masa totală. Aproximativ două treimi din univers este alcătuit din cele mai misterioase componente. Însumând contribuția energiei întunecate, obținem un rezultat sincer jenant. În ciuda marilor progrese făcute de știința contemporană, suntem nevoiți să recunoaștem că nu știm nimic despre 95% din tot ceea ce ne înconjoară.
Comentarii recente