Universul accelerează. Iar fizicienii abia acum încep să înțeleagă de ce

Te-ai întrebat vreodată ce se întâmplă cu Universul la scară mare? Nu în mod abstract, ci chiar ce se întâmplă? Ei bine, oamenii de știință tocmai au primit un instrument nou care le permite să privească mai adânc în acest mister cosmic.

Pe scurt: ceva ciudat se petrece

Universul nostru nu doar că se extinde — se extinde mai repede decât ar trebui. Imaginează-ți că arunci o minge în aer și, în loc să încetinească, accelerează în sus fără nicio forță care să o împingă. Cam asta se întâmplă la nivel cosmologic. Fizicienii au dat un nume acestui accelerator invizibil: energia întunecată.

Problema? Nimeni nu știe exact ce este energia întunecată. Nu o poți pune într-un borcan și studia în laborator. Putem doar să-i măsurăm efectele și să încercăm să-i înțelegem natura adevărată.

Farurile cosmice

Aici intervin supernovele de tip Ia. Sunt, practic, explozii stelare de proporții cosmice — când anumite stele moarte (pitice albe) explodează, eliberează o cantitate aproape constantă de energie. Oamenii de știință le numesc "lumânări standard" pentru că, precum farurile maritime de strălucire cunoscută, putem stabili distanța până la ele observând cât de slabe par de pe Pământ.

Aceste supernove au fost cruciale pentru descoperirea accelerației cosmice în 1998. O constatare care a schimbat tot ce credeam că știm despre cosmologie. Cercetătorii implicați au primit Premiul Nobel.

Dar iată nuanța: aceste lumânări standard nu sunt chiar perfect standard.

Complicația pe care nimeni nu și-o dorea

Se pare că mediul galactic contează. Supernovele din galaxii mai vechi și mai masive arată ușor diferit față de cele din regiunile mai tinere. De circa 20 de ani, astronomii folosesc corecții aproximative pentru aceste diferențe. Aproximative, nu exacte. E ca și cum ai încerca să citești o carte folosind o fotografie neclară când ai nevoie de rezoluție HD.

Aici devine interesting.

Un cadru nou sosește (din punct de vedere științific)

Cercetătorii de la Universitatea din Barcelona au dezvoltat ceva numit CIGaRS. Presupun că sună mai impresionant în cercurile academice.

Acest cadru face ceva remarcabil: modelează tot simultan.

În loc să trateze supernovele, galaxiile gazdă, praful cosmic, istoria expansiunii și ratele supernovelor ca puzzle-uri separate, această abordare le combină într-un singur model unificat. Gândește-te că ai toate piesele unui puzzle care, în sfârșit, comunică între ele, în loc să lucreze izolat.

Ce înseamnă asta, concret?

Iată de ce contează:

În primul rând, echipa a folosit inteligență artificială — mai exact, inferență bazată pe simulări — pentru a face totul fezabil din punct de vedere computațional. Generează mii de universuri simulate, antrenează o rețea neuronală să înțeleagă cum se leagă observațiile de proprietățile fizice, apoi aplică sistemul pe date reale. Practic, învață computerele să gândească precum cosmologii.

În al doilea rând — și asta chiar că este fascinant — metoda poate determina distanțele galaxiilor folosind doar imagini. Fără nevoia de observații spectroscopice scumpe și consumatoare de timp, unde trebuie să îndrepți telescoapele spre stele individuale pentru perioade lungi. Doar fotografii, și gata, obții distanța.

E enorm. Iată de ce: viitoarele survey-uri cerești, în special Observatorul Vera C. Rubin din Chile, vor descoperi milioane de candidate supernova. Nu putem urmări spectroscopics milioane de obiecte. Dar cu această tehnică? Poate că nu va fi nevoie.

De ce ar trebui să te intereseze (serios)

Știu ce gândești: "Frumoasă știința, dar de ce să mă intereseze energia întunecată?"

Iată de ce: înțelegerea energiei întunecate nu e doar un exercițiu academic. Atinge întrebări fundamentale despre natura realității. Din ce e făcut Universul? Cum se va sfârși? Sunt legile fizicii aceleași pretutindeni? Energia întunecată e țesută în toate aceste întrebări.

Plus, sincer? E pur și simplu uimitor că am ajuns în punctul în care AI și tehnici statistice ingenioase ne ajută să studiem ceva la fel de vast și misterios precum expansiunea accelerată a tuturor lucrurilor. Trăim o perioadă incredibilă pentru astronomie, indiferent dacă o apreciem pe deplin sau nu.

Cercetătorii nu au terminat, desigur. Acest cadru trebuie testat în lumea reală pe măsură ce apar date noi. Dar dacă funcționează conform promisiunilor, am putea fi cu un pas mai aproape de a descifra în sfârșit codul energiei întunecate.

Și nu ar fi asta ceva?

Sursă: ScienceDaily