От десетилетия учените озадачават факта, че нашата Вселена се разширява. От логична гледна точка гравитацията трябва да привлича галактики една към друга, но наблюденията от 90-те години на миналия век показват, че Вселената не просто се разширява, а се разширява с ускоряваща се тенденция и за това е виновна така наречената тъмна енергия.
Тъмната енергия (да не се бърка с тъмната материя) е хипотетична сила, която представлява до 68,3 процента от цялата енергия в наблюдаваната Вселена. И учените смятат, че тази енергия изтласква галактиките далеч една от друга. Независимо от това, въпреки множеството косвени доказателства за съществуването му, никой все още не е в състояние да определи пряко наличието на тъмна енергия или поне адекватно да обясни откъде е дошла.
Според новата хипотеза обаче отговорът на този въпрос лежи буквално пред носа ни. Според тази хипотеза тъмната енергия е абсолютно често срещана, когато се гледа от гледна точка на един от основните закони на Вселената, който често забравяме, когато разглеждаме този въпрос. Този основен закон е законът за опазване на енергията. Те говорят за него още в гимназията. С прости думи той казва следното: енергията не може просто да бъде създадена или унищожена, тя не може просто да изчезне. Единственото, което може да направи, е да преминава от едно състояние в друго или да преминава от едно тяло в друго. По-голямата част от нашата фундаментална физика се основава на този закон.
Ново проучване на група физици от различни институции предполага, че ако дори най-фината загуба на енергия настъпи през най-ранните дни на Вселената, това би могло да обясни естеството на тъмната енергия, за което днес говорят много учени. Авторите на проучването добавят, че е възможно това изтичане, въпреки че е нарушило основен закон, но го е нарушило толкова малко, че в крайна сметка никой не би забелязал.
Хипотезата е доста дръзка, трябва да се отбележи. Но тук е интересно да разберем какво точно е довело изследователите до такава хипотеза. За да разберете проблема с тъмната енергия и да се опитате да я обясните, трябва да се върнете към 1917 г., годината, когато Айнщайн се опита да разбере защо Вселената е статична и не е склонна да се свива или разширява. По онова време тази теория беше много популярна.
За да обясни липсата на гравитационна връзка, Айнщайн предположи, че във Вселената трябва да има нещо, което би могло да създаде устойчивост на гравитацията в универсален мащаб. Така се появи космологичната константа. Той обаче се отказа от тази идея през 1929 г., когато астрономът Едвин Хъбъл за пръв път видя признаците на разширяваща се вселена, които той отбеляза в своите изчисления. В началото на 90-те години на миналия век учените доказаха, че Вселената се разширява с ускорение и константата на Айнщайн отново става актуална. Астрофизиците смятат, че тази константа, за която Айнщайн говори в своите творби преди няколко десетилетия, всъщност винаги е била нещото, което днес наричаме тъмна енергия.
И така, какво е това, тъмна енергия? В общ смисъл тя се разглежда като космологична константа, непроменяща се енергийна плътност, която възниква и равномерно запълва пространството на Вселената. От квантовата механика знаем, че всъщност празното пространство никога не е празно - то е изпълнено с квантови частици и енергията, която се появява под влияние на появата и изчезването на тези частици. И някои от тези частици може да имат отблъскваща сила - тази много тъмна енергия.
Може би единственият най-спорен въпрос е, че прогнозираният обем на възникваща тъмна енергия в рамките на този процес трябва да бъде по-голям от показателя, който се представя в момента, като се вземе предвид наблюдението за разширяването на Вселената - до 120 порядъка повече, за да бъдем по-точни. Това може да означава, че или измерваме неправилно този обем, или изобщо не разбираме откъде произлиза точно тъмната енергия.
Промоционално видео:
Новите изследвания предполагат, че последният е най-вероятният сценарий и по този повод се излага нова хипотеза. Какво става, ако в началото на появата си Вселената изпита известно изтичане на енергия и тази загуба зададе темпото за появата на тъмна енергия?
„В нашия модел тъмната енергия е представена от нещо, което може да показва количеството енергия и инерция, което е загубено в цялата история на Вселената“, казва един от изследователите Алехандро Перес.
Централна за тази нова хипотеза е алтернативен модел на обща относителност, до който Айнщайн пристига през 1910-те. Тя се нарича модел на едномодулната гравитация. Според нея изобщо не е необходимо енергията да бъде запазена. В същото време изследователите казват, че при прилагането на модела на едномодулна гравитация при изчисленията стойността на космологичната константа е в идеалния случай свързана с тези наблюдения, според които нашата Вселена се разширява с ускорение.
Важно е също да се отбележи, че този модел не е непременно в противоречие с настоящото ни разбиране за Вселената. Въпреки че изчезването на енергията в ранната Вселена ще повлияе на промяната в стойностите на обемите на тъмната енергия, тя няма да повлияе на нищо друго или поне няма да бъде забележима в нашите съвременни експерименти.
„Енергията на веществото, което представлява материя, може да се пренесе в гравитационното поле и тази„ загуба на енергия “ще действа като космологична константа - няма да се разрежда по-късно с разширяването на Вселената“, казва Тибо Джос, друг член на изследователския екип.
„Имайки това предвид, загубата или създаването на енергия в далечното минало може да има сериозни последици днес и на съвсем различно ниво и в по-голям мащаб.“
Тук обаче възниква въпросът: ако изчезването на енергията няма никакви ефекти върху Вселената, освен промяна на стойността на самата тъмна енергия, тогава как може да се провери правилността или неправилността на тази хипотеза? Това е основният проблем.
„Нашето предложение е много общо и всяка промяна в закона за запазване на енергията вероятно ще допринесе за ефективността на космологичната константа. Например, това може да постави нови ограничения върху феноменологичните модели извън квантовата механика “, казва Джосе.
„От друга страна, прякото доказателство, че тъмната енергия се задвижва от обикновената енергия, която променя състоянието си, изглежда извън реалността, тъй като вече имаме стойността на ламбда термина (той е и космологична константа), и в допълнение, ние сме ограничени само последния път на нейната (тъмна енергия) еволюция”.
Като цяло тази хипотеза изглежда е такава, каквато е досега, хипотеза, която все още не е тествана. Въпреки това, физиците твърдят, че искат да го проучат по-подробно за вероятностите в бъдеще.
„Няма въпрос за някаква сигурност. Но тази нова идея изглежда най-малко интересна и следователно заслужава внимание “, казва Лий Смолин, теоретичен физик от Канадския институт за теоретична физика във Ватерлоо, който не е участвал в изследването.
НИКОЛАЙ ХИЖНЯК
