În ultimele articole am vorbit despre o componentă misterioasă a Universului, materia întunecată, o formă de materie care, prin efectele gravitaționale exercitate, are o contribuție determinantă în dinamica și evoluția Universului. Există însă ceva și mai misterios, și mai enigmatic: un tip de energie ce are un efect asemănător cu cel al unei forțe antigravitaționale. Este vorba de energia întunecată, care, la nivelul întregului Univers, pare să fie dominantă, reprezentând mai bine de 70% din totalul de energie. Această energie întunecată ar putea determina soarta finală a Universului.
Universul este un loc bizar și, mai în glumă, mai în serios, se spune că Natura are mai multă „imaginație” decât noi, oamenii – ceea ce în fond nu este deloc surprinzător, având în vedere că suntem produșii Naturii. Subiectul de față, al așa-zisei energii întunecate, este o dovadă în acest sens.
Originea și evoluția Universului au fascinat dintotdeauna omul. Așa s-au născut legendele și miturile cosmogonice, cele care „explică” întemeierea lumii, a tot ceea ce există. Cunoașterea noastră despre Univers s-a rafinat în timp, datorită instrumentelor care ne-au permis să scrutăm zări din ce în ce mai îndepărtate. Cu ajutorul lunetelor și telescoapelor sofisticate am ajuns să înțelegem mai bine locul Pământului în Sistemul Solar și în galaxia noastră. Am ajuns să vedem galaxii îndepărtate, unele aflate la incredibila distanță de peste 10 miliarde de ani lumină (anul lumină este, în astronomie și astrofizică, unitatea de măsură cea mai convenabilă, reprezentând distanța pe care o străbate lumina într-un an; de amintit că viteza luminii este de circa 300.000 km/s; în această unitate de măsură, distanța la care se află Soarele este de circa 8 minute lumină, iar Luna de circa o secundă lumină).
EXPANSIUNEA UNIVERSULUI SAU „DEPLASAREA SPRE ROȘU”
Astronomul american Edwin Hubble (1889-1953) este cel care a revoluționat cunoașterea noastră asupra Universului, demonstrând existența altor galaxii pe lângă Calea Lactee. Tot el este cel care, în anii ’20 ai secolului trecut, a descoperit, cu ajutorul telescopului de la Mount Wilson Observatory, că Universul este în expansiune, că toate galaxiile se îndepărtează unele față de altele cu o viteză care depinde de distanță. Astfel, cu cât este mai mare distanța față de noi, cu atât obiectele respective se îndepărtează mai repede. Acest lucru nu înseamnă însă că noi am avea un loc privilegiat în Univers, expansiunea acestuia este valabilă „pretutindeni”, iar un eventual extraterestru dintr-o altă galaxie ar observa același lucru.
Hubble s-a folosit de efectul Doppler, care constă în variația frecvenței unei unde electromagnetice (inclusiv lumina) sau elastice (inclusiv sunetul) emise de o sursă de oscilații, dacă aceasta se află în mișcare față de receptor. Conform acestui principiu, stelele ce se depărtează de noi vor avea lumina deplasată spre „partea roșie” a spectrului, în vreme ce acelea care se apropie vor avea lumina deplasată spre „partea albastră” a spectrului. Hubble a ajuns la concluzia că Universul este în expansiune datorită faptului că majoritatea observațiilor arătau că lumina ce ajunge la noi este deplasată spre roșu. După analiza „deplasării spre roșu” a stelelor pe care Hubble le-a observat, s-a constatat că viteza de îndepărtare a obiectelor astronomice față de noi depinde în mod direct proporțional de distanță, constanta de proporționalitate fiind denumită constanta lui Hubble (v = H x d).
O EXPANSIUNE ACCELERATĂ
De la descoperirea lui Hubble tehnica experimentală s-a perfecționat iar astronomii au fost în măsură să verifice legea lui Hubble pentru distanțe mult mai mari decât la început. Astfel, în 1998, High-Z Supernova Search Team, un grup internațional de astronomi, a publicat rezultatele măsurătorilor de Supernovae de tip Ia, stele masive aflate în ultima fază a vieții lor, care generează o explozie extrem de violentă. Ele sunt foarte bine cunoscute și ca atare folosite drept standarde pentru măsurarea distanțelor în Univers. Respectivele măsurători au dat un rezultat surprinzător: legea lui Hubble nu este chiar corectă, constanta lui Hubble nu este chiar constantă, căci expansiunea Universului este din ce în ce mai rapidă.
De atunci, și alte experimente, cum ar fi Supernova Cosmology Project, au confirmat această expansiune accelerată a Universului.
ENERGIA ÎNTUNECATĂ ȘI EXPANSIUNEA UNIVERSULUI
Ce ar putea duce la o expansiune accelerată a Universului? Nu poate fi o formă stranie de materie, deoarece materia are efecte gravitaționale, iar forța gravitațională este de tip atractiv, deci cel mult ar fi încetinit expansiunea Universului. Este momentul în care a luat naștere termenul de energie întunecată, tocmai pentru a face o distincție între aceasta și materia întunecată, care are efecte gravitaționale de tip atractiv.
La ora actuală, energia întunecată este unul dintre misterele cele mai profunde în fizică. Ce este ea? Din calculele fizicienilor se crede că această formă de energie reprezintă mai bine de 70% din totalul energiei în Univers.
Este energia întunecată constantă în evoluția Universului sau are valori care depind de „epoca” în care ne aflăm? Răspunsul la această întrebare este doar sub forma unor ipoteze. El este extrem de important deoarece ne poate da un indiciu privind soarta finală a Universului: o expansiune din ce în ce mai rapidă care va dura la infinit, sau o eventuală încetinire a acesteia, urmata de o contracție a Universului, un așa-numit Big Crunch, opusul Big Bang-ului?
În articolele următoare vom prezenta câteva idei legate de ceea ce ar putea fi această energie întunecată, precum și idei alternative, care explică datele experimentale fără să introducă energia întunecată, însă cu ce preț? Vom vedea.
