Ovo je najveća 3D karta svemira ikada stvorena

Unatoč tome što su imali više od dva desetljeća na raspolaganju, znanstvenici su i dalje u početnim fazama razumijevanja tamne energije, ove neuhvatljive tvari koja, kako se čini, ima ključnu ulogu u širenju kozmosa. Tamna energija možda čak nije ni materija ili supstanca u pravom smislu riječi; postoji mogućnost da je riječ o nekoj vrsti sile, ili možda čak o osnovnoj karakteristici samog svemira.

Uzimajući u obzir standardni model kozmologije, koji predstavlja trenutno vodeću teoriju o evoluciji svemira, postoji naznaka da je tamna energija konstantna po cijelom svemiru i kroz vremenski kontinuum, što ukazuje na to da bi mogla biti temeljna značajka svemira. Ako je zaista konstantna, ova zagonetna sila koja čini nevjerojatnih 70% svemira imala bi ulogu u odbijanju zvijezda i galaksija jednih od drugih. Međutim, kako prenosi space.com, najopsežnija dosadašnja studija kozmičke povijesti svemira mogla bi upućivati na to da se tamna energija, koju neki opisuju kao hipotetsku silu “anti-gravitacije”, s vremenom mijenja, umjesto da ostaje nepromjenjiva. To bi moglo značiti manje izoliranu budućnost za stanovnike svemira.

Preispitivanje temeljnih pretpostavki o svemiru

Ukoliko se rani nalazi potvrde u budućim istraživanjima, kozmolozi će možda trebati preispitati temeljne pretpostavke u modelu Lambda CDM (LCDM), koji je matematički model svemira u kojem lambda simbolizira tamnu energiju. Moglo bi se pokazati potrebnim detaljnije istražiti i druge modele svemira kako bi se našao onaj koji najbolje odgovara dostupnim podacima. Iako su trenutni dokazi preliminarni i ne zadovoljavaju kriterij “5-sigma praga”, koji je potreban za službeno priznanje otkrića, nova tumačenja o prirodi tamne energije i dalje se razvijaju, s obzirom na dodatne podatke koji se očekuju u narednim godinama.

“Ako je ovo točno, to bi doslovno preokrenulo kozmologiju,” izjavio je Dillon Brout sa Sveučilišta u Bostonu, specijalist za mjerenje ubrzanja svemira pomoću supernova. Ovakvo otkriće predstavljalo bi “paradigmalni zaokret u našem shvaćanju svemira.”

Instrument za spektroskopska istraživanja tamne energije (Dark Energy Spectroscopic Instrument – DESI), smješten na teleskopu Nicholas U. Mayall promjera četiri metra u Opservatoriju Kitt Peak u Arizoni, svaki mjesec kartira pozicije milijuna galaksija. Ova opažanja omogućavaju kozmolozima da izmjere stopu širenja svemira kroz posljednjih 11 milijardi godina širenja. Te daleke galaksije, koje se mogu usporediti s “uličnim svjetlima svemira“, ključne su u proučavanju tamne energije koja ispunjava svemir.

Najveća 3D karta svemira

Na konferenciji održanoj 4. travnja, DESI tim predstavio je najveću dosad 3D kartu svemira, koja uključuje i precizna mjerenja stope širenja svemira kroz posljednjih 11 milijardi godina. Samo u prvoj godini rada, DESI se pokazao dvostruko učinkovitijim u mjerenju povijesti širenja rane faze svemira u usporedbi sa svojim prethodnikom, Sloan Digital Sky Survey, koji je više od desetljeća razvijao sličnu 3D mapu. “Radi se o novoj generaciji podataka koju smo dugo iščekivali. Izuzetno je zadovoljavajuće vidjeti je u akciji,” komentirao je Brout, koji nije dio DESI tima.

Osim što uključuje brojne galaksije koje su grupirane poput zapetljanih niti, nova 3D mapa DESI-a izdvaja i slabo vidljive obrasce u ranoj fazi svemira poznate kao Barijonske akustične oscilacije (BAO). Ti suptilni trodimenzionalni uzorci prošli su kroz materiju koja je postojala u prvim trenucima, odnosno tijekom prvih 380 000 godina povijesti svemira, zadržavajući se u vremenu kao relikvije mladog kozmosa. Mjerenjem veličina ovih “zamrznutih” BAO-a, istraživači su uspjeli procijeniti udaljenosti do galaksija te rekonstruirati brzinu širenja svemira u različitim vremenskim razdobljima.

Zbog slabe svjetlosti tipičnih galaksija, koje su previše udaljene od nas i emitiraju relativno slab intenzitet svjetlosti, DESI tim je također proučavao preko 400 000 izrazito svijetlih objekata poznatih kao kvazari. Kako svjetlost od ovih objekata prolazi kroz međuzvjezdani prostor, apsorbirana je oblacima plina i prašine, omogućavajući znanstvenicima da na sličan način kartiraju gustoće materije kao što to čine s galaksijama.

“To nam daje priliku zaviriti u prošlost, u vrijeme kada je svemir bio u svojim ranim fazama,” rekao je Andreu Font-Ribera, znanstvenik iz Instituta za visoku energetsku fiziku u Španjolskoj i član DESI tima. “Radi se o izuzetno zahtjevnom mjerenju, stoga je fantastično vidjeti kako uspijeva.” “Ako je ovo stvarnost, ulazimo u potpuno nepoznato područje,” zaključio je Brout. Preliminarni zaključci o mogućoj evoluciji tamne energije proizlaze iz analize podataka koje je DESI tim skupio u suradnji s drugim kozmološkim istraživanjima. Iako pojedinačni skupovi podataka sami po sebi ne dokazuju promjenjivu prirodu tamne energije, signal se pojačava kombiniranjem svih dostupnih podataka.

“Iako preferencija za model varijabilne tamne energije nije dovoljno izražena da bih mogao reći kako je model Lambda CDM pogrešan, nikada prije nismo zabilježili značajna odstupanja od tog modela,” izjavio je Kyle Dawson, sugovornik za DESI na Sveučilištu u Utahu, za Space.com. “Međutim, rana analiza sugerira da tamna energija možda prelazi iz faze snažnog pokretača ubrzanja svemira u fazu postupnog slabljenja,” dodao je Dawson.

“Ako se to pokaže točnim, nalazimo se na rubu neistraženog,” naglasio je Brout. DESI tim je za svoje istraživanje koristio model svemira koji je po jednostavnosti drugi odmah nakon modela Lambda CDM, ističući se prvenstveno svojom sposobnošću da detektira odstupanja od standardnog modela. Buduće opservacije bi, ukoliko potvrde promjenjivost tamne energije, mogle učiniti niz drugih modela svemira relevantnima, potičući kozmologe na detaljno testiranje svakog od njih. “Ukoliko nije riječ o modelu Lambda CDM, tko zna kakva nas otkrića čekaju?”