Există o ruletă gigantă ascunsă în Univers, printre milioane de galaxii. Cu aceasta, cercetătorii pot măsura cât re rapidă este expansiunea universului. Aceasta le permite să exploreze energia neagră, puterea misterioasă aflată în spatele expansiunii universului și să speculeze asupra destinului universului.
Cu această riglă, astronomii chinezi au reușit să reconstruiască istoria evoluției energiei negre, pe baza observației asupra unui milion de galaxii. Cercetarea arată că energia neagră este dinamică.
”Ceea ce înseamnă că energia neagră, care produce expansiunea cosmică, ar putea să nu fie o energie a vidului, cu densitate constantă, precum credeau anterior cei mai mulți dintre cercetători, ci mai degrabă un câmp de energie cu proprietăți dinamice”, a precizat Zhao Gongbo, cercetător la Observatorul Astronomic Național al Academiei de Științe din China.
Rezultatul cercetării echipei conduse de Zhao a fost publicat recent în jurnalul academic ”Nature Astronomy”.
Energia neagră este cea care determină destinul universului, a spus Zhao. Dacă energia neagră este într-adevăr o energie vidă, universul va continua expansiunea până ce va sfârși cu o ”Mare Rupere”. Dar dacă energia neagră este dinamică, universul ar putea trece, succesiv prin expansiune, contracție și reluarea expansiunii – adică ar fi un univers ciclic.”
Identificarea ruletei cosmice
Cum pot măsura oamenii de știință un univers atât de vast? După Zhao, natura oferă o ruletă magică – cea a oscilațiilor acustice barionice.
Universul timpuriu a constat într-o plasmă densă și fierbinte de electroni, barioni (protoni și neutroni) și fotoni, toate împreună ca într-o oală de terci. Perturbările primordiale din crearea universului au fost transmise prin acest ”terci”, producând modificări periodice ale densității, temperaturii și presiunii pe o secvență cronologică. Acest mecanism de transmisie este similar transmisiei undelor sunetului, așa încât a fost numit de cercetători: oscilațiile acustice barionice (BAO).
La aproximativ 380.000 de ani după Big-Bang, universul s-a răcit destul de mult, încât să devină transparent, iar transmisia BAO a fost stopată, informația acelor oscilații inițiale fiind înghețată în spațiu-timp. Însă puterea mare a acesteia a influențat distribuția galaxiilor în Univers.
În 2005, semnalul BAO a fost descoperit pentru prima oară, acesta având semnificația unei adevărate rigle standard la care au visat foarte mult timp, pentru a măsura universul, pentru a determina dacă este plat sau curbat și cât de rapidă este expansiunea. Dar acesta a fost doar începutul, cercetătorii trebuie să realizeze de asemenea, măsurători de acuratețe.
Încă din 2012, echipa lui Zhao a realizat observații cu telescopul SLOAN de la Observatorul Punctului Apache, New Mexico – SUA. Pe baza observațiilor asupra galaxiilor și quasarilor, ei au obținut măsurători de precizie asupra semnalelor BAO. Pe baza acestor măsurători cu rigla cosmică, astronomii vor putea realiza în premieră o hartă tridimensională de acuratețe a universului.
Explorarea Energiei Negre
În 1929, astronomul american Edwin Powell Hubble a descoperit că majoritatea galaxiilor se îndepărtează de Terra, indicând că universul este în expansiune. Această descoperire a șocat lumea, la acea vreme, pentru că detrona o percepție multiseculară că universul este static.
Dar mulți dintre specialiști erau de părere că această expansiune cosmică va încetini. Spre surpriza lor, însă, două echipe de cercetare, din SUA și Australia au raportat în 1998 că au descoperit, în fapt, accelerarea expansiunii cosmice.
Cercetătorii au atribuit accelerarea cosmică unei puteri misterioase pe care au numit-o energie neagră. Chiar și în prezent, se cunoaște foarte puțin despre energia neagră, însă ea este pusă la baza multor modele teoretice.
De exemplu, un model avansat al energiei negre, realizat de către Zhang Xinmin, cercetător la Institutul de Fizică al Energiei Înalte, confirmă rezultatele observaționale ale echipei Zhao, cu telescopul SLOAN.
Pentru a putea testa atât de multe teorii, este necesar un super-computer. ”Cu ajutorul super-computerului chinezesc Tianhe, cu sprijinul și altor super-computere, am simulat aproximativ 2.000 de universuri, în scop analitic,” a spus Zhao.
Pe ecranul computerului miliarde de ani s-au derulat, galaxiile au prins formă și universul a evoluat.
”Doresc să înțeleg de ce expansiunea cosmică accelerează”, a mai spus Zhao. ”Este atât de multă fizică în acest proces. Materia normală reprezintă doar 5% din univers, în timp de alte 95% este compus din materie neagră și energie neagră, care sunt încă necunoscute nouă. Dacă într-o bună zi vom afla ce este energia neagră, întreaga disciplină a fizicii va fi revoluționată.”
În următorii 10 ani, multe proiecte vor studia energia neagră pe Terra și în spațiul cosmic, în China și în lumea întreagă. Spre exemplu, viitoarea stație spațială chineză va conține un telescop cu un diametru de 2 metri. Studiul energiei negre reprezintă un obiectiv științific important.
By Staff Writers, Beijing XNA- Xinhua News, Sursa: Spacedaily.com
Traducere și adaptare: Ciprian Crișan
