Tamna energija je jedna od onih velikih kozmoloških nepoznanica koje osjećamo po posljedicama, a ne po izravnom “dokazu na stolu”. Ne vidimo je, ne možemo je uhvatiti instrumentom kao planet ili maglicu, ali vidimo što radi: širenje svemira ne samo da traje, nego se prema dominantnoj slici i ubrzava. Ipak, posljednjih godina fizičari sve češće tvrde da se taj narativ možda lomi na detaljima. Pojavljuju se rezultati koji sugeriraju da se širenje ne odvija baš onom brzinom koju bi naša matematika očekivala. Ako je to doista tako, posljedica je golema: tamna energija možda nije stalna, nego se kroz vrijeme mijenja.
Upravo na toj napetosti između velike ideje i tvrdoglave statistike nastaje rasprava koja je sada dobila novu, vrlo konkretnu liniju sukoba. S jedne strane stoji mogućnost da tamna energija “evoluira” kroz milijarde godina, jačajući ili slabeći. S druge strane je puno prizemnija, ali jednako opasna mogućnost: možda su naši podaci jednostavno “neuredni”, opterećeni sitnim netočnostima u mjerenjima koja se zatim pretvaraju u velike razlike kad ih rastegnete preko kozmoloških udaljenosti.
DESI i pukotina u slici svemira
Povod za novu rundu rasprave bila je druga objava podataka instrumenta Dark Energy Spectroscopic Instrument, u astronomskom žargonu nazvana DR2. Nakon tog izdanja pojavili su se radovi koji su istaknuli nesklad između DESI-jevih novih karata galaksija i kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja, ostatka Velikog praska koji nam služi kao temeljna “referenca” za rani svemir. Taj raskorak nije samo akademska sitnica: ako dvije najvažnije vrste kozmoloških tragova ne pričaju istu priču, onda ili propuštamo nešto duboko u fizici, ili ne mjerimo dovoljno precizno.
Jedno od popularnih objašnjenja za tu razliku glasi da tamna energija možda nije konstantna. Umjesto jedne vrijednosti koja vrijedi uvijek i svugdje, ona bi se mogla mijenjati tijekom kozmološke povijesti, postajući s vremenom snažnija ili slabija. To bi, naravno, promijenilo način na koji širenje svemira ubrzava.
No ne treba juriti prema velikim zaključcima, upozorava dr. Slava Turyshev, čiji je novi rad dostupan na ovorenom serveru arXivu. Turyshev je poznat i po tome što je jedan od najglasnijih zagovornika misije Solar Gravitational Lens, ali u ovoj priči nastupa kao hladan kočničar: izvanredne tvrdnje traže izvanredne dokaze. A prije nego što tamnoj energiji pripišemo promjenjivo ponašanje, kaže on, treba ozbiljno provjeriti vrlo banalnu stvar: jesu li nam mjerenja dovoljno čista?
U njegovoj interpretaciji postoji jedan vrlo jasan kandidat koji može objasniti nesklad između DESI DR2 i kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja bez ikakve nove fizike. Dovoljno je da su mjerenja supernova malo pomaknuta. Čak i pogreška od 0,02 magnitude mogla bi biti dovoljna da se objasni cijeli spor.
To je neugodno mala brojka. Ali supernove se upravo zato i koriste: one su standardni alati za mjerenje udaljenosti na kozmološkim razmjerima, pa je njihova točna svjetlina kritična. Ako u toj “svjetlosnoj skali” postoji sistematska pogreška, sve što iz toga izračunavamo, od udaljenosti do tempa širenja, postaje sumnjivo. Turyshev, kao i mnogi drugi astrofizičari, nije uvjeren da je sadašnja generacija teleskopa uvijek na razini zadatka kad treba postizati takvu finoću.
Kozmičko ravnalo i “matematički trik”
Druga potencijalna točka pogreške u ovoj priči nije u supernovama, nego u tome kako kozmolozi uopće “kalibriraju” svemir. Jedno od ključnih pomagala je takozvano kozmičko ravnalo: zvučni horizont (sound horizon). To “ravnalo” opisuje udaljenost koju bi nakupina tvari prešla od svojih početnih položaja, ali uz jednu vrlo specifičnu brzinu: brzinu zvuka u vrućoj plazmi koja je ispunjavala rani svemir.
Te valove nazivamo barionskim akustičnim oscilacijama. One su trajale oko 380.000 godina, sve dok se svemir nije dovoljno ohladio da se mogu formirati prvi atomi. U tom trenutku, taj valni uzorak se praktički “zamrznuo” u prostoru. Upravo tu udaljenost danas koristimo kao ravnalo kojim mjerimo razmake do objekata razasutih po svemiru.
Ali ravnalo nije ravnalo ako mu se duljina ne zna pouzdano. A budući da je zvučni horizont opet mjerenje, i u njega se mogu uvući sitne pogreške instrumenata ili modeliranja. Te se pogreške zatim prenose dalje, kroz cijeli niz izračuna, sve do zaključaka o tamnoj energiji.
Turyshev zato predlaže rješenje koje opisuje kao svojevrsni matematički trik: “Alcock-Paczynski dijagnostiku (AP)”. Ideja je izbjeći oslanjanje na zvučni horizont i umjesto toga koristiti izračunati “oblik” svemira koji ne ovisi o nejasnim mjerenjima nekog specifičnog trenutka u ranoj povijesti. Drugim riječima, pokušati doći do provjere koja je manje osjetljiva na to koliko precizno znamo jednu davnu brojku.
Ako nakon takvih provjera tamna energija i dalje izgleda kao da “fluktuira”, Turyshev navodi nekoliko mogućih objašnjenja. Jedno od njih je novi model koji je nazvao late-transition interacting thawer (LTIT). U toj slici tamna energija može “odmrznuti” nakon što prođe određeno vrijeme od početka svemira, a zatim polako počinje sve više međudjelovati, što mi promatramo kao ubrzavanje širenja.
Druga mogućnost nosi još dramatičniju etiketu: “phantom crossing”. U tom scenariju tamna energija u nekom trenutku postaje iznimno snažna i prelazi u ono što se naziva “fantomska” energija. Ako bi to bilo točno, Turyshev upozorava da bi nam trebala potpuno nova fizika da takvo ponašanje objasnimo, jer se ne uklapa u standardni model.
Za sada, međutim, i najuzbudljiviji i najdosadniji zaključak ostaju otvoreni. Možda doista gledamo tamnu energiju koja se mijenja kroz milijarde godina. A možda gledamo svemir kroz instrumente i metode koje su dovoljno dobre da nas dovedu do ruba istine, ali ne i dovoljno dobre da taj rub učine oštrim.
U međuvremenu stižu novi podaci, a s njima i nova prilika da se rasprava napokon svede na čvršću osnovu. Euclid, još jedna kozmološka sonda, nedavno je objavila svoj prvi skup podataka i astrofizičari ga već detaljno proučavaju, nadajući se da će baciti više svjetla na tu tamnu silu u svemiru. A i DESI nastavlja raditi: instrument već prikuplja podatke za treće izdanje, koje bi trebalo sadržavati podatke iz prve tri godine glavnog istraživanja, a očekuje se, prema sadašnjim planovima, kasnije tijekom 2026.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
