Naukowcy ponownie przemyśleli strukturę wszechświata

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Jak ciasto rodzynkowe rosnące w gorącym piekarniku, galaktyki, a nawet całe gromady, rozlatują się w obserwowalnej przestrzeni (czyli we Wszechświecie). Zostało to zauważone w 1920 roku przez astronoma Edwina Hubble'a; jego odkrycie ostatecznie doprowadziło naukowców do nowoczesnego obrazu ekspansji wszechświata.

Uważa się, że za ten proces odpowiada tajemnicza ciemna energia - hipotetyczna forma energii, która równomiernie wypełnia przestrzeń i stanowi 70 procent wszechświata. Jednak wątpliwości co do jego istnienia zawsze były, nawet w przypadku samego Einsteina.

Naukowcy z Uniwersytetu Kopenhaskiego usunęli niedawno ciemną energię z równania i wykorzystali symulacje komputerowe, aby sprawdzić, czy wszechświat mógłby się bez niej rozszerzać. Uzyskane wyniki pokazały, że ekspansja Wszechświata jest związana z ciemną materią, która ma pewną siłę magnetyczną. Nowe odkrycie może zmienić nasze rozumienie wszechświata.

Z czego zbudowany jest wszechświat?

Każdy, kto interesuje się budową Wszechświata wie, że składa się on tylko z 5% materii, do której jesteśmy przyzwyczajeni. Około jednej czwartej więcej to ciemna materia - tajemnicza substancja, o której niewiele wiadomo, ponieważ jest niedostępna do bezpośredniej obserwacji. Pozostałe dwie trzecie to jeszcze bardziej tajemnicza ciemna energia, która powoduje, że nasz wszechświat rozszerza się w coraz szybszym tempie.

Zwróć uwagę, że od 2020 r. istnienie ciemnej energii potwierdzają pomiary promieniowania reliktowego - promieniowania cieplnego, które powstało we wczesnym Wszechświecie i jednolicie wypełnia przestrzeń.

Tak więc zespół astrofizyków z Instytutu Fizyki i Matematyki im Kavli (IPMU) stwierdził, że w promieniowaniu reliktowym występują oznaki naruszenia tzw. parzystości przestrzennej – jednej z fundamentalnych właściwości Wszechświata, której Model Standardowy nie przewiduje. Zdaniem autorów badania ciemna materia i ciemna energia naruszają zasadę parzystości, co może wskazywać na istnienie „nowej fizyki”.

Kolejnym „dzwonkiem alarmowym” na rzecz rewizji współczesnych poglądów na temat Wszechświata była praca naukowców z RPA w 2019 roku. W nim naukowcy sugerowali nawet, że ciemna energia nie istnieje, ponieważ sama hipoteza o rozproszeniu galaktyk z zawrotną prędkością opiera się na „fałszywych domysłach i błędnych obliczeniach”. Jak zauważyli autorzy pracy naukowej opublikowanej w czasopiśmie Physical Review Letters, aby to udowodnić, potrzeba będzie znacznie więcej danych obserwacyjnych dla CMB.

Ciemna energia nie jest już potrzebna

Biorąc pod uwagę, że rozmowa o „nowej fizyce” nie ustępuje, duńscy naukowcy rzucili się na szczyt i całkowicie usunęli ciemną energię z równań. W trakcie swojej pracy przetestowali model, zgodnie z którym ekspansja wszechświata jest w rzeczywistości spowodowana formą ciemnej materii, w której dominuje specjalny rodzaj siły magnetycznej.

Jak zauważają autorzy badania, do ciemnej materii dodali kilka dodatkowych właściwości, za pomocą których może ona mieć bezpośredni wpływ na ekspansję kosmosu (zamiast ciemnej energii). Ponieważ tej ostatniej nie można zmierzyć, a większość jej cech jest nieznana, nowa teoria nie wydaje się zbyt daleko idąca. Według Steena Hansena, jednego z autorów badania, „rzeczywistość jest taka, że nie wiemy zbyt wiele o ciemnej materii, tylko że składa się ona z powolnych i ciężkich cząstek”.

„Być może ciemna materia ma jakość zbliżoną do magnetyzmu. Tak więc coś podobnego do tego, co dzieje się ze zwykłymi cząsteczkami, może się zdarzyć we wszechświecie, gdy poruszają się i tworzą magnetyzm, lub gdy magnesy przyciągają lub odpychają inne magnesy. Ta ciągła ekspansja ciemnej materii jest prawdopodobnie spowodowana jakąś siłą magnetyczną” – słowa naukowca cytowane wydanie Phys.org.

Siła magnetyczna jest kluczem do tajemnicy ekspansji wszechświata

W trakcie prac naukowcy opracowali model symulacji komputerowej, który obejmował zmienne, takie jak grawitacja, tempo ekspansji wszechświata oraz X - nieznana siła, która rozszerza przestrzeń i jest podstawą ciemnej energii.

Zakładając, że cząstki ciemnej materii mają szczególny rodzaj siły magnetycznej, model opracowany przez naukowców ustalił, że siła ta miałaby dokładnie taki sam wpływ na tempo rozszerzania się Wszechświata, jak obecnie ciemna energia.

Biorąc pod uwagę, że badanie może zmienić obecne rozumienie wszechświata, astrofizycy byli ostrożni w swoich wnioskach i wskazali, że „potrzebnych jest więcej dowodów, opartych na głębszych badaniach, aby ostatecznie potwierdzić odkrycia. Jeśli dalsze badania potwierdzą dane uzyskane przez Duńczyków, to ciemna energia będzie musiała się pożegnać, bo jej istnienie nie będzie miało sensu.