«Ρήγμα» στην επιστήμη: Το σύμπαν διαστέλλεται 10% ταχύτερα από όσο πιστεύαμε – Τι λείπει από τη θεωρία μας;

Μια νέα ακριβής μέτρηση του ρυθμού με τον οποίο διαστέλλεται το σύμπαν επαναφέρει στο προσκήνιο ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα της σύγχρονης κοσμολογίας: αν το καθιερωμένο μοντέλο με το οποίο οι επιστήμονες περιγράφουν τη λειτουργία του κόσμου είναι πλήρες ή αν λείπει ακόμη ένα κρίσιμο κομμάτι.

Σύμφωνα με τη Wall Street Journal, ο νέος υπολογισμός δείχνει ότι το σύμπαν επεκτείνεται περίπου 10% ταχύτερα από ό,τι προβλέπει το βασικό κοσμολογικό μοντέλο. Η απόκλιση αυτή θεωρείται σημαντική, καθώς αφορά μία από τις θεμελιώδεις παραμέτρους για την κατανόηση της ηλικίας, της εξέλιξης και της τελικής μοίρας του σύμπαντος.

Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι το σύμπαν ξεκίνησε με τη Μεγάλη Έκρηξη και έκτοτε διαστέλλεται συνεχώς. Περίπου 14 δισεκατομμύρια χρόνια μετά, οι γαλαξίες εξακολουθούν να απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο, με ταχύτητα που αυξάνεται όσο μεγαλύτερη είναι η απόστασή τους.

Σε διεθνή συνάντηση ειδικών που πραγματοποιήθηκε πέρυσι στην Ελβετία, επιβεβαιώθηκε ότι τα πιο μακρινά ουράνια σώματα απομακρύνονται ταχύτερα. Για παράδειγμα, ένας γαλαξίας που βρίσκεται σε απόσταση 3 εκατομμυρίων ετών φωτός εκτιμάται ότι απομακρύνεται από εμάς με ταχύτητα περίπου 46 μιλίων ανά δευτερόλεπτο. Αν η απόσταση διπλασιαστεί, η ταχύτητα απομάκρυνσης προσεγγίζει τα 90 μίλια ανά δευτερόλεπτο.

Ο νέος ρυθμός διαστολής παρουσιάστηκε σε μελέτη στο επιστημονικό περιοδικό Astronomy and Astrophysics και χαρακτηρίζεται ως ο ακριβέστερος που έχει υπολογιστεί έως σήμερα. Παρά τη σημασία του, ο ρυθμός αυτός παραμένει εξαιρετικά μικρός σε ανθρώπινη κλίμακα.

Η αστροφυσικός Caroline Huang, από το Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics και συγγραφέας της μελέτης, εξήγησε χαρακτηριστικά ότι αν ένας κενός χώρος στο μέγεθος γηπέδου ποδοσφαίρου διαστελλόταν με τον ίδιο ρυθμό με το σύμπαν, θα χρειαζόταν πάνω από ένα εκατομμύριο χρόνια για να μεγαλώσει μόλις κατά ένα εκατοστό.

Το κρίσιμο σημείο, ωστόσο, δεν είναι μόνο η ίδια η μέτρηση, αλλά η διαφορά της από την πρόβλεψη του καθιερωμένου μοντέλου. Η παρατηρούμενη διαστολή φαίνεται να είναι περίπου 10% ταχύτερη, γεγονός που δημιουργεί ένα επιστημονικό «ρήγμα» στην επικρατούσα θεωρία.

Ο Stefano Casertano, αστροφυσικός στο Space Telescope Science Institute στη Βαλτιμόρη και ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, ανέφερε ότι η απόκλιση μπορεί να σημαίνει είτε πως κάτι λείπει από το πρότυπο μοντέλο είτε πως υπάρχει κάποια δύναμη που δεν έχει ακόμη κατανοηθεί πλήρως.

Στο επίκεντρο των πιθανών εξηγήσεων βρίσκονται η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια. Η πρώτη θεωρείται η αόρατη ύλη που συμβάλλει στη συγκράτηση των γαλαξιών, ενώ η δεύτερη συνδέεται με την επιταχυνόμενη απομάκρυνσή τους.

Η νέα μέτρηση δεν επηρεάζει μόνο την κατανόηση του παρόντος του σύμπαντος, αλλά και τις εκτιμήσεις για το μέλλον του. Μέχρι σήμερα, η επικρατούσα θεωρία προέβλεπε ότι το σύμπαν θα συνεχίσει να διαστέλλεται μέχρι να φτάσει στον λεγόμενο «θερμικό θάνατο», μια κατάσταση όπου τα άστρα θα έχουν εξαντλήσει τα καύσιμά τους και το σύμπαν θα καταλήξει ψυχρό και σκοτεινό.

Ο Dillon Brout, από το Πανεπιστήμιο της Βοστώνης και επίσης συγγραφέας της μελέτης, σημείωσε ότι η νέα απόκλιση περιορίζει την ασφάλεια τέτοιων προβλέψεων. Όπως είπε, από τη στιγμή που υπάρχει ένα κενό στη θεωρία για το τι διέπει το σύμπαν στις μεγαλύτερες κλίμακες, οι επιστήμονες δεν μπορούν πλέον να μιλούν με βεβαιότητα για την τελική του μοίρα.

«Είναι κάτι που και με κρατά ξύπνιο τα βράδια και με κάνει να σηκώνομαι το πρωί», ανέφερε χαρακτηριστικά ο Brout, αποτυπώνοντας το μέγεθος του επιστημονικού ενδιαφέροντος που προκαλεί η νέα μέτρηση.