Astrofizycy opublikowali najbardziej wszechstronną analizę sześcioletnich prac Dark Energy Survey (DES), zakrojonego na szeroką skalę międzynarodowego programu badającego przyspieszającą ekspansję Wszechświata. Wyniki nie obalają obecnych modeli kosmologicznych, ale dostarczają intrygujących wskazówek, że nasze zrozumienie „ciemnej energii” – nieznanej siły stojącej za tą ekspansją – może być niepełne.
Problem z rozszerzeniem
Naukowcy wiedzą od dziesięcioleci, że Wszechświat nie tylko się rozszerza, ale robi to w rosnącym tempie. Przyspieszenie to przypisuje się ciemnej energii, która stanowi około 68% całkowitej gęstości energii Wszechświata. Model standardowy, znany jako lambda-CDM, zakłada, że ciemna energia jest siłą stałą. Dane DES otwierają jednak drzwi do alternatywnych wyjaśnień.
Jak działa ankieta
W ramach badania Dark Energy Survey przeskanowano ogromną część nieba w latach 2013–2019, stosując cztery niezależne metody pomiaru historii ekspansji Wszechświata:
- Barionowe oscylacje akustyczne (BAO): Analiza starożytnych fal w rozkładzie materii.
- Supernowe typu Ia: Pomiar zmian jasności eksplodujących gwiazd.
- Gromady Galaktyk: Mapowanie grup galaktyk.
- Soczewkowanie grawitacyjne: badanie sposobu, w jaki grawitacja zagina światło z odległych galaktyk.
Połączenie tych metod po raz pierwszy zapewnia bardziej wiarygodny niż kiedykolwiek wcześniej obraz zachowania ciemnej energii.
Wyniki: spójne, ale nie rozstrzygające
Nowa analiza potwierdza, że ekspansja Wszechświata w dalszym ciągu przebiega zgodnie z modelem lambda-CDM, w którym gęstość ciemnej energii pozostaje stała w czasie. Jednak dane potwierdzają również alternatywny model znany jako wCDM, w którym gęstość ciemnej energii zmienia się w czasie.
Warto zauważyć, że rozmieszczenie galaktyk w najnowszej historii kosmosu wykazuje niewielkie rozbieżności z przewidywaniami obu modeli. Ta rozbieżność nie jest jeszcze na tyle istotna statystycznie, aby można było uznać ją za przełom (brakuje jej pewności na poziomie pięciu sigma), ale rodzi pytania o możliwość powstania nowej fizyki.
Co to oznacza?
Wyniki DES podkreślają ciągłe wyzwanie, jakim jest zrozumienie ciemnej energii. Chociaż nie wysunięto żadnej konkretnej teorii, najnowsze dowody sugerują, że istniejące modele mogą wymagać udoskonalenia. W ramach współpracy planuje się sprawdzić, jak dobrze inne alternatywne teorie pasują do danych, potencjalnie nawet zmieniając podstawowe założenia dotyczące samej grawitacji.
Te badania nie rozwiązują zagadki ciemnej energii, ale zawężają możliwości i przygotowują grunt pod przyszłe badania. Wszechświat pozostaje złożoną zagadką, a dane DES dostarczają kolejnego ważnego elementu.
