A sötét energia és a svájci sajt esete

Körülbelül 10 évvel ezelőtt a tudósok meglepő következtetést vontak le, miszerint univerzumunk folyamatosan növekvő sebességgel tágul, úgy húzva szét a teret és az időt, mint az olvasztott sajtot. A tágulást előidéző erő a mai napig rejtély, ezért is nevezik "sötét energiának".

De vajon tényleg létezik ez a sötét energia? Valóban gyorsul a világegyetem? Ezek a sokakat érdeklő kérdések foglalkoztatják Ali Vanderveldet a NASA Sugárhajtómű Laboratóriumának (JPL) újdonsült kozmológusát. A kutatónő és kollégái közzétettek egy tanulmányt a Physical Review szaklapban, ami azt vizsgálja, hogy univerzumunk "svájci sajt-szerű" hatalmas lyukai befolyásolhatják-e az űrt úgy, hogy számunkra tágulásnak hasson a folyamat, miközben szó sincs ilyesmiről. Megállapításuk szerint ezek a lyukak vagy hasadékok nem elégségesek a sötét energia kimagyarázásához, mindazonáltal Vanderveld szerint fontos folytatni a körülöttünk tátongó űr alapvető jellemvonásainak boncolgatását.

"Van amikor készpénznek vesszük a sötét energia létezését" - mondta Vanderveld. "Vannak azonban más elméletek is, amikkel megmagyarázható, miért tűnik úgy, hogy a világegyetem tágul, méghozzá egyre gyorsuló ütemben."


Ali Vanderveld
Lássuk először hogyan alakult ki az általánosan elfogadott táguló univerzum elmélet. Az erre utaló bizonyítékok döntő hányada az elmúlt évtized nagyon távoli szupernóva robbanásainak észleléseiből származik. A JPL Wide Field and Planetary Camera 2 nevű műszere - ami a Hubble Űrtávcső része - nagyban hozzájárult ehhez a felfedezéshez. A csillagászok már korábban kikövetkeztették, hogy az űr a körülbelül 13,7 milliárd évvel ezelőtt végbement ősrobbanás óta tágul. Azt azonban nem tudták, hogy ez a tágulás egyenletes sebességgel zajlik-e vagy sem, igaz, akkoriban inkább azt feltételezték, hogy a tágulás lassulóban van. A távoli, több milliárd fényévre található szupernóvák vizsgálatával a tudósok betekintést nyerhettek, hogyan viselkedik az idő múlásával a világűr tágulása.

Az eredmény, mint tudjuk, mindenkit megdöbbentett. A szupernóvák halványabbak voltak, mint azt az előzetes becslések sugallták, amiből az következett, hogy távolabb kell lenniük, mint eddig gondolták. Amennyiben pedig távolabb vannak, akkor az azt jelenti, hogy a köztünk és a szupernóva közötti űr egyre gyorsuló ütemben tágul. Később több kutatás is egy gyorsuló univerzumra utalt.

Az Illinois államban működő Fermi Nemzeti Laboratórium kutatói nemrég kidolgozták a világegyetem úgynevezett svájci sajt modelljét, ami megmagyarázza miért tűnhetnek ezek a szupernóvák gyorsabban távolodónak tőlünk, mint amilyenek valójában. Az univerzum anyagcsomókból áll, amit hatalmas lyukak tarkítanak, akárcsak egy sajtot. Ezt alátámasztandó, tavaly a Minnesota Egyetem csillagászai minden eddiginél nagyobb üres területről számoltak be, ami nem kevesebb mint egymilliárd fényév területen terpeszkedik. Más szavakkal a fénynek - ami jelenleg a leggyorsabb az univerzumban - egymilliárd évre van szüksége, hogy a gigantikus lyuk egyik oldaláról eljusson a másikra.

A Fermi kutatói szerint ezek az üres területek jó eséllyel a Föld és a vizsgált szupernóva között húzódnak, homorú tükrökként funkcionálva, amivel az objektumok távolabbinak, halványabbnak tűnnek, mint amilyenek valójában lennének. Ha ez igaz, a szupernóvák nem távolodnak gyorsuló ütemben tőlünk, ezzel pedig egy olyan elmélethez jutottunk, amivel elvethetnénk a megmagyarázhatatlannak tűnő sötét energiát.

Vanderveld és munkatársai közelebbről is szemügyre vették ezt az elméletet és találtak rajta néhány "lyukat". A Fermi kutatói azt feltételezték, hogy több hasadék húzódik köztünk és a szupernóvák között, Vanderveld csapata azonban azt állítja, hogy a valóságban a hasadékok sokkal véletlenszerűbben oszlanak el - akárcsak a sajtban a lyukak, hogy ennél a példánál maradjunk. Ezzel a véletlenszerű eloszlással a hasadékok nem elégségesek a sötét energia elméletének elvetéséhez. "Az univerzum egyenetlensége megtéveszthet minket, és elhitetheti velünk a gyorsulást. Azonban a jelenlegi legjobb modelljeinkkel sem tudtuk ezt a sokunk számára kecsegtető elméletet alátámasztani" - mondta Vanderveld.

Van azonban még egy fura lehetőség, ami egy gyorsuló univerzum illúzióját keltheti. Ha a naprendszerünk netán egy hasadék kellős közepén ülne, akkor az eltorzítaná a megfigyeléseinket, tette hozzá Vanderveld, aki az eddigi kutatások fényében ennek sem ad túl sok esélyt. "Elég nehéz ugyan megmondani, hogy mi magunk nem vagyunk-e egy hasadékban, azonban ennek a lehetőségnek az esélyét nagyrészt már kizárták."