Το διάστημα επεκτείνεται με ταχύτητα που δεν μπορούν να εξηγήσουν οι σημερινές επιστημονικές θεωρίες, σύμφωνα με νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Astronomy & Astrophysics. Διεθνής ομάδα 40 αστρονόμων πραγματοποίησε τις πιο ακριβείς μετρήσεις μέχρι σήμερα για το πόσο γρήγορα μεγαλώνει το σύμπαν, αλλά τα αποτελέσματα άφησαν την επιστημονική κοινότητα πιο μπερδεμένη από ποτέ.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το σύμπαν επεκτείνεται με ρυθμό περίπου 73,5 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο ανά μεγαπαρσέκ (μονάδα απόστασης που ισούται με 3,26 εκατομμύρια έτη φωτός). Αυτή η ταχύτητα είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι προβλέπουν τα τρέχοντα κοσμολογικά μοντέλα, γεγονός που αποτελεί «σημαντική αλλαγή προοπτικής», όπως επισημαίνουν οι επιστήμονες. Η διαφορά αυτή υποδηλώνει ότι κάτι μπορεί να μην πάει καλά στην τρέχουσα κατανόησή μας για τον κόσμο γύρω μας.
Για να φτάσουν σε αυτό το συμπέρασμα, οι αστρονόμοι συνδύασαν διάφορες μεθόδους μέτρησης της επέκτασης του σύμπαντος σε ένα μοντέλο που ονομάζεται «The Local Distance Network». Παρατήρησαν κόκκινους γίγαντες αστέρες που λάμπουν με γνωστή φωτεινότητα, αστέρες που εκρήγνυνται και διαφορετικούς τύπους γαλαξιών. Το ενδιαφέρον είναι ότι το αποτέλεσμα παρέμενε το ίδιο ακόμη και όταν μεμονωμένες τεχνικές αφαιρούνταν από την ανάλυση, αποκλείοντας έτσι τα προφανή σφάλματα στις μεθόδους μέτρησης.
Το μυστήριο του διαστήματος που προκαλεί τους επιστήμονες
Παραδοσιακά, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν δύο κύριες μεθόδους για να μετρήσουν την επέκταση του σύμπαντος. Η μία εξετάζει κοντινούς αστέρες και γαλαξίες για να δει πόσο γρήγορα απομακρύνονται από τη Γη, ενώ η άλλη εξετάζει το πρώιμο σύμπαν για να προβλέψει πόσο γρήγορα θα έπρεπε να επεκτείνεται σήμερα το διάστημα. Οι δύο αυτές μέθοδοι υποτίθεται ότι θα πρέπει να συμφωνούν – αλλά δεν συμβαίνει αυτό.
Ενώ οι προβλέψεις που βασίζονται στο πρώιμο σύμπαν λένε ότι θα έπρεπε να επεκτείνεται με ρυθμό περίπου 67 ή 68 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο ανά μεγαπαρσέκ, οι μετρήσεις από κοντινούς αστέρες δείχνουν ότι είναι πολύ πιο γρήγορη, με ρυθμό περίπου 73. Αν και η αριθμητική διαφορά μπορεί να φαίνεται μικρή, είναι πολύ μεγαλύτερη από όσο μπορεί να εξηγηθεί από στατιστική αβεβαιότητα. Αυτή η διαφωνία ονομάζεται «ένταση Hubble» (Hubble tension) και έχει εμφανιστεί σε πολλές μελέτες.
Νέα φυσική στο διάστημα;
Οι ερευνητές προειδοποιούν ότι τα ευρήματά τους «ενισχύουν την περίπτωση για νέα φυσική» ή μια «βαθύτερη επανεκτίμηση» του πρώιμου σύμπαντος. Η εργασία τους αποκλείει αποτελεσματικά εξηγήσεις της έντασης Hubble που βασίζονται σε ένα μεμονωμένο λάθος στις τοπικές μετρήσεις αποστάσεων. «Αν η ένταση είναι πραγματική, όπως υποδηλώνει το αυξανόμενο σύνολο αποδείξεων, μπορεί να δείχνει νέα φυσική πέρα από το τυπικό κοσμολογικό μοντέλο», έγραψαν οι συγγραφείς.
Οι επιπτώσεις αυτής της ανακάλυψης είναι σημαντικές, καθώς υποδηλώνει ότι τα τυπικά μοντέλα της κοσμολογίας – που βασίζονται σε μετρήσεις του πρώιμου σύμπαντος – χάνουν κάτι. Θα μπορούσε να είναι ότι δεν λαμβάνουν πλήρως υπόψη την επίδραση της σκοτεινής ενέργειας, νέων σωματιδίων ή αλλαγών στη βαρύτητα. «Η ένταση Hubble μπορεί να μην είναι αποτέλεσμα σφάλματος μέτρησης, αλλά μάλλον απόδειξη ότι το τρέχον μοντέλο του σύμπαντος χάνει ένα βασικό στοιχείο», δήλωσαν οι ερευνητές.
Τι σημαίνει η ταχεία επέκταση του διαστήματος για το μέλλον
Στο τυπικό μοντέλο της κοσμολογίας, το διάστημα απωθείται από μια σταθερή δύναμη που ονομάζεται σκοτεινή ενέργεια. Με τα παρατηρητήρια επόμενης γενιάς που αναμένεται να παρέχουν ακόμη πιο ακριβείς μετρήσεις, οι αστρονόμοι στοχεύουν να καθορίσουν εάν αυτή η ασυμφωνία θα επιλυθεί τελικά ή θα συνεχίσει να δείχνει προς νέα φυσική. Η ομάδα των 40 ερευνητών περιλάμβανε επιστήμονες από το NSF NOIRLab και το Space Telescope Science Institute.
Ενώ είναι ευρέως γνωστό ότι το σύμπαν ξεκίνησε σε μια έκρηξη γνωστή ως Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang), επιστήμονες έχουν προειδοποιήσει πρόσφατα ότι μπορεί να τελειώσει με μια «Μεγάλη Σύνθλιψη» (Big Crunch). Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, ο κόσμος θα αρχίσει τελικά να καταρρέει μέχρι κάθε κομμάτι ύλης να συμπιεστεί σε μια καυτή, πυκνή κόλαση. Αυτό θα συμβεί επειδή μια δύναμη που ονομάζεται «σκοτεινή ενέργεια», η οποία απωθεί τα πάντα, θα μπορούσε τελικά να υπερνικηθεί από τη βαρύτητα που τραβάει το σύμπαν πίσω μαζί.
