Πως ορίζεται η σκοτεινή ενέργεια;
Το σύμπαν δεν είναι ακίνητο, όπως πίστευαν ο Νεύτων και οι φυσικοί μέχρι πριν από τον 20ο αιώνα και τη θεωρία της Γενικής Σχετικότητας. Συγκεκριμένα, οι γαλαξίες δεν βρίσκονται σε σταθερές αποστάσεις μεταξύ τους. Αλλά συνεχώς απομακρύνονται ο ένας από τον άλλον, αυτό ονομάζεται διαστολή του σύμπαντος. Μάλιστα, έχουν παρατηρηθεί τα εξής: 1) το σύμπαν διαστέλεται πιο γρήγορα από παλιότερα και 2)οι πιο μακρινοί μας γαλαξίες απμακρύνονται πιο γρήγορα. Όταν παρατηρήθηκε το φαινόμενο αυτό για πρώτη φορά, οι επιστήμονες δεν μπορούσαν να το εξηγήσουν με βάση τις γνωστές μέχρι τώρα δυνάμεις(βαρύτητα, ηλεκτρομαγνητισμός, ισχυρή και ασθενής πυρηνική). Έτσι, εμφανίζεται η σκοτεινή ενέργεια(dark energy), η οποία είναι αυτή που προκαλεί τη διαστολή του σύμπαντος. Το ακόμα πιο ενδιαφέρον γεγονός είναι ότι το σύμπαν μας αποτελείται κατά 68% από σκοτεινή ενέργεια! Το 27% αποτελείται από σκοτεινή ύλη(dark matter) και μόλις 5% του σύμπαντος αποτελείται από αστέρια, πλανήτες και όλα τα γνωστά χημικά στοιχεία!
Ποιές θεωρίες εξηγούν την σκοτεινή ενέργεια;
1)Η θεωρία της κοσμολκογικής σταθεράς του Einstein:
Ο Einstein, το 1917, τροποποίησε την θεωρία της Γενικής Σχετικότητας και πρόσθεσε την κοσμολογική σταθερά Λ. Αυτή η σταθερά εξηγούσε γιατί το σύμπαν δεν είναι σταθερό αλλά διαστέλλεται. Σύμφωνα με αυτή την θεωρία, το «κενό» (empty space) έχει την δική του ενέργεια. Καθώς το Διάστημα επεκτείνεται δημιουργείται περισσότερο «κενό» και ως αποτέλεσμα περισσότερη από αυτή την ενέργεια.
2)Κβαντική Φυσική και Σκοτεινή Ενέργεια:
Σύμφωνα με αυτή την θεωρία, το «κενό» είναι γεμάτο από σωματίδια τα οποία σχηματίζονται και μετά εξαφανίζονται. Έτσι, προσπαθεί να εξηγήσει πώς δημιουργείται η σκοτεινή ενέργεια. Αλλά όταν οι επστήμονες δοκίμασαν να υπολογίσουν με βάση αυτή τη θεωρία, πόση είναι αυτή η ενέργεια, το αποτελέσματα ήταν λανθασμένα.
3)Η σκοτεινή Ενέργεια ως πεδίο:
Μια άλλη προσέγγιση την θεωρεί ως ένα είδος πεδίου(όπως το βαρυτικό ή το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο). Το πεδίο αυτό καταλαμβάνει όλο το Διάστημα και έχει αντίθετα αποτελέσματα στην διαστολή του σύμπαντος από την γνωστή μας ύλη και ενέργεια. Επίσης, την ονόμασαν «Πεμπτουσία» όπως το πέμπτο στοιχείο της φύσης σύμφωνα με τους αρχίους Έλληνες φιλοσόφους.
4)Μία νέα θεωρία βαρύτητας:
Μια άλλη εξήγηση της σκοτεινής ενέργειας είναι η θεωρία της βαρύτητας του Einstein να είναι λάθος! Αυτό δεν θα επηρέαζε μόνο την διαστολή του σύμπαντος αλλά και την επίδραση της γνωστής ύλης στους γαλαξίες και στα γαλαξιακά σμήνη. Αν χρειάζεται νέα θεωρία της βαρύτητας ή όχι, μπορεί να λυθεί παρατηρώντας πώς δημιουργούνται τα γαλαξιακά σμήνη. Όμως αν όντως υπάρχει ανάγκη για μια νέα θεωρία, ποιά θα είναι αυτή; Πώς θα περιγράφει την κίνηση των ουρανίων σωμάτων στο σύμπαν, όπως κάνει η θεωρία του Einstein, αλλά ταυτόχρονα θα μας δίνει μια διαφοερτική πρόβλεψη για το σύμπαν;
Τι είναι το πρωτοποριακό DESI(Dark Energy Spectroscopic Instrument);
Σε όλα αυτά τα ερωτήματα για την σκοτεινή ενέργεια έρχεται να απαντήσει το DESI. Αποστολή του είναι να μετρήσει την επίδραση που έχει η σκοτεινή ύλη στη διαστολή του σύμπαντος. Για να το πετύχει αυτό θα παρακολυθεί γαλαξίες μέχρι και 11 δις έτη φωτός μακριά! Το σύμπαν μας έχει ηλικία 13,8 έτη φωτός. Όσο πιο μακριά βλέπουμε, τόσο πιο πίσω στο παρελθόν πάμε. Για παράδειγμα, ένας γαλαξίας που απέχει από τη Γη 11 δις έτη φωτός, σημαίνει ότι για να φτάσει το φως του σε εμάς χρειάζεται 11 δις έτη. Δηλαδή, η εικόνα που θα δούμε θα είναι από το παρελθόν του γαλαξία, μόλις 2,8 περίπου δις έτη μετά την Μεγάλη Έκρηξη και την δημιουργία του σύμπαντος!
Το DESI έχει τοποθετηθεί μέσα στο 4 μέτων τηλεσκόπιο Mayall της Αριζόνα στοKitt Peak National Observatory. Μέσα σε 5 χρόνια πρόκειται να μετρήσει 30 εκατομμύρια γαλαξίες! Σε σχέση με τον προκάτοχο του το Sloan Digital Sky Survey (SDSS) πριν 2 δεακαετίες, θα χαρτογραφήσει 50 φορές περισσότερους γαλαξίες. Επίσης, θα μπορεί να δει 5 φορές μακρύτερα στο παρελθόν. Θα συλλέγει δεδομένα μέχρι και για 100.000 γαλαξίες ανά νύχτα.
Όμως το DESI δεν θα ασχοληθεί μόνο με την σκοτεινή ενέργεια. Ο Arjun Dey του Kitt Peak National Observatory είπε:«Το DESI είναι τέλεια σχεδιασμένο για την εξερεύνηση του αγνώστου. Ανάμεσα στους εκατομμύρια γαλαξίες και αστέρια που θα μελετήσει το DESI, υπάρχουν σπάνιες, ίσως μοναδικές στο είδος τους, αστρονιμικές πηγές, μερικές εντελώς απροσδόκητες, που περιμένουν να ανακλυφτούν…»
Πηγές:skyandtelescope.com
desi.lbl.gov
physics4u.gr
science.nasa.gov
