Το Σύμπαν Τρέχει Πιο Γρήγορα Απ' Ό,τι Περιμέναμε — Και Ένα Νέο Εργαλείο Ίσως Μας Βοηθήσει Να Καταλάβουμε Γιατί
Έχεις σκεφτεί ποτέ τι συμβαίνει πραγματικά με το Σύμπαν στις τεράστιες κλίμακες του; Εντάξει, ίσως όχι στην καθημερινότητά σου. Αλλά οι επιστήμονες μόλις πήραν ένα καινούργιο εργαλείο στα χέρια τους — και αυτό αλλάζει τα δεδομένα.
Τι Είναι Αυτό Που Δεν Πάει Καλά;
Θα σου πω κάτι που ακούγεται τρελό: το Σύμπαν δεν απλά μεγαλώνει. Μεγαλώνει γρηγορότερα απ' ό,τι περιμένουμε.
Φαντάσου ότι πετάς μια μπάλα στον αέρα και αντί να επιβραδύνει και να πέσει, εκείνη συνεχίζει να επιταχύνει προς τα πάνω. Χωρίς καμία ώθηση. Αυτό ακριβώς συμβαίνει κοσμικά. Οι φυσικοί ονόμασαν αυτή την αόρατη δύναμη «σκοτεινή ενέργεια».
Το πρόβλημα; Κανείς δεν ξέρει τι είναι στην ουσία της. Δεν μπορούμε να την παγιδεύσουμε σε ένα εργαστήριο και να τη μελετήσουμε. Απλά μετράμε τις επιπτώσεις της στο Σύμπαν και προσπαθούμε να μαντέψουμε τι κρύβεται από πίσω.
Τα Κοσμικά Φανάρια
Εδώ μπαίνουν στην ιστορία οι υπερκαινοφανείς τύπου Ia. Πρόκειται για εκρήξεις άστρων σε τεράστια κλίμακα — όταν κάποια ετοιμοθάνατα άστρα (λευκοί νάνοι) ανατινάζονται, απελευθερώνουν σχεδόν πάντα την ίδια ακριβώς ποσότητα ενέργειας.
Οι επιστήμονες τις αποκαλούν «τυπικά κεριά». Σκέψου τα σαν φάρους γνωστής φωτεινότητας — αν δεις ένα φανάρι πιο αμυδρά από ένα άλλο, ξέρεις ότι είναι πιο μακριά.
Αυτές οι κοσμικές εκρήξεις ήταν καθοριστικές για να ανακαλύψουμε ότι η διαστολή του Σύμπαντος επιταχύνεται. Η ανακάλυψη του 1998 άλλαξε όλη την κοσμολογία — και χάρισε στους ερευνητές Νόμπελ.
Αλλά εδώ είναι η λεπτομέρεια: αυτά τα «κεριά» δεν είναι απόλυτα τυποποιημένα.
Το Ζήτημα που Κανείς Δεν Ήθελε
Αποδεικνύεται ότι ο τόπος που εκρήγνυται ένας υπερκαινοφανής παίζει ρόλο. Οι εκρήξεις σε παλαιότερους, πιο μαζικούς γαλαξίες φαίνονται ελαφρώς διαφορετικές από εκείνες σε νεότερους.
Για 20 χρόνια, οι αστρονόμοι χρησιμοποιούσαν αυτό που αποκαλούν «διορθώσεις» — αλλά αυτές οι προσεγγίσεις είναι σαν να βλέπεις μια φωτογραφία θολή όταν χρειάζεσαι HD εικόνα.
Και εδώ αρχίζει το ενδιαφέρον.
Ένα Νέο Πλαίσιο στο Τραπέζι
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης ανέπτυξαν το CIGaRS. Θα υποθέσω ότι ακούγεται πιο εντυπωσιακό στους ακαδημαϊκούς κύκλους.
Αυτό που κάνει είναι αξιοσημείωτο: μοντελοποιεί τα πάντα μαζί.
Αντί να διαχειρίζονται τους υπερκαινοφανείς, τους γαλαξίες-ξενιστές, την κοσμική σκόνη, τη διαστολή του Σύμπαντος και τα ποσοστά εκρήξεων ως ξεχωριστά προβλήματα, τα ενώνουν σε ένα ενιαίο μοντέλο. Είναι σαν να βάζεις τελικά τα κομμάτια ενός παζλ να μιλήσουν μεταξύ τους αντί να δουλεύουν σε απομόνωση.
Γιατί Έχει Σημασία
Να τι πραγματικά συμβαίνει:
Πρώτον, η ομάδα χρησιμοποίησε τεχνητή νοημοσύνη — συγκεκριμένα αυτό που λέγεται «συμπερασματολογία βασισμένη σε προσομοιώσεις». Δημιουργούν χιλιάδες προσομοιωμένα σύμπαντα, εκπαιδεύουν νευρωνικά δίκτυα στη σχέση παρατηρήσεων-φυσικών ιδιοτήτων, και μετά τα αφήνουν να δουλέψουν σε πραγματικά δεδομένα. Ουσιαστικά, διδάσκουν τους υπολογιστές να σκέφτονται σαν κοσμολόγοι.
Δεύτερον — και αυτό είναι πραγματικά εντυπωσιακό — η μέθοδος μπορεί να υπολογίσει αποστάσεις γαλαξιών χρησιμοποιώντας απλές εικόνες. Δεν χρειάζονται ακριβές, χρονοβόρες φασματοσκοπικές παρατηρήσεις που απαιτούν να στρέψεις τηλεσκόπια σε μεμονωμένα άστρα για ώρες. Απλά φωτογραφίες — και βουαλά, έχεις την απόσταση.
Αυτό είναι τεράστιο. Γιατί η πραγματικότητα είναι αυτή: τα επερχόμενα προγράμματα παρατήρησης, ιδίως το Αστεροσκοπείο Vera C. Rubin στη Χιλή, αναμένεται να ανακαλύψουν εκατομμύρια υποψήφιους υπερκαινοφανείς. Δεν μπορούμε φυσικά να τους παρατηρήσουμε όλους με φασματοσκοπία. Αλλά με αυτή την τεχνική; Ίσως να μη χρειάζεται.
Γιατί Πρέπει Να Σε Απασχολεί
Ξέρω τι σκέφτεσαι: «Ωραία η επιστήμη, αλλά γιατί με νοιάζει η σκοτεινή ενέργεια;»
Δίκαιη ερώτηση.
Η κατανόηση της σκοτεινής ενέργειας δεν είναι απλά ακαδημαϊκό παιχνίδι. Αγγίζει θεμελιώδη ερωτήματα για την ίδια τη φύση της πραγματικότητας. Από τι αποτελείται το Σύμπαν; Πώς θα τελειώσει; Είναι οι νόμοι της φυσικής ίδιοι παντού; Η σκοτεινή ενέργεια εμπλέκεται σε όλα αυτά.
Και ειλικρινά; Νομίζω ότι είναι απλά συναρπαστικό το ότι βρισκόμαστε σε σημείο όπου η τεχνητή νοημοσύνη και έξυπνες στατιστικές τεχνικές μπορούν να μας βοηθήσουν να μελετήσουμε την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος. Ζούμε σε μια απίστευτη εποχή για την αστρονομία — είτε το συνειδητοποιούμε πλήρως είτε όχι.
Οι ερευνητές, φυσικά, δεν έχουν τελειώσει. Αυτό το πλαίσιο χρειάζεται δοκιμές στον πραγματικό κόσμο καθώς έρχονται νέα δεδομένα. Αλλά αν λειτουργήσει όπως υπόσχεται, ίσως να είμαστε ένα βήμα πιο κοντά στο να λύσουμε επιτέλους τον γρίφο της σκοτεινής ενέργειας.
Και δεν θα ήταν αυτό κάτι;
Πηγή: ScienceDaily