|
|
 |
Σκοτεινές αντιγνωμίες
|
|
|
|
|
|
|
Όταν την πρωτοσυναντά κανείς, η σκοτεινή ενέργεια του φαίνεται απίστευτα γοητευτική. Μια σαγηνευτική ξένη, παρείσακτη στο Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής, μπήκε στη ζωή των αστρονόμων πριν από μία δεκαετία και κέρδισε τις καρδιές τους λύνοντας κάθε λογής προβλήματα, όπως οι ασυμφωνίες σχετικά με την ηλικία του Σύμπαντος και η κοσμική απογραφή της ύλης. Η κοσμική διαστολή βρήκε το τέμπο που της πηγαίνει: ενώ κάποτε πιστευόταν ότι επιβραδυνόταν, στην πραγματικότητα επιταχύνεται. Ωστόσο, οι αστρονόμοι κατέληξαν να συνειδητοποιήσουν ότι η σκοτεινή ενέργεια έχει και μια σκοτεινή πλευρά. Ο ψυχρός εναγκαλισμός της απωστικής βαρύτητάς της στραγγαλίζει το σχηματισμό μεγάλων κοσμικών δομών. Και τώρα οι παρατηρητές τη βλέπουν να περιπλανάται ύποπτα στη γειτονιά του Γαλαξία μας. «Δεν χρειάζεται να πας μακριά για να βρεις σκοτεινή ενέργεια» λέει ο Andrea Maccio, του Πανεπιστημίου της Ζυρίχης. «Σκοτεινή ενέργεια υπάρχει και γύρω μας.»
Έως πρόσφατα, όσοι αναζητούσαν τα εξωτικά συστατικά του Σύμπαντος ―τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια― εστίαζαν την προσοχή τους στις μέγιστες κλίμακες (από σμήνη γαλαξιών και άνω) και στις σχετικά μικρές (ένας μεμονωμένος γαλαξίας). Αλλά μεταξύ αυτών παρεμβάλλεται μια ελάχιστα μελετημένη κοσμική μεσοκλίμακα. Ο Γαλαξίας είναι μέρος της Τοπικής Ομάδας γαλαξιών, η οποία με τη σειρά της αποτελεί μέρος του Τοπικού Όγκου (Local Volume), ο οποίος έχει ακτίνα περίπου 30 εκατομμυρίων ετών φωτός. Εμείς και το υπόλοιπο «μπουλούκι» μας κινούμαστε με ταχύτητα 600 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο, παρασυρόμενοι από το σμήνος γαλαξιών της Παρθένου και άλλες εξωτερικές μάζες.
Κάποιες πρώτες προσπάθειες που έκαναν ο Allan Sandage, των Αστεροσκοπείων Carnegie της Πασαντήνα, και άλλοι τη δεκαετία του 1970, οι οποίες επιβεβαιώθηκαν τα τελευταία χρόνια, υποβάλλουν την ιδέα ότι η ύλη κινείται «αφύσικα αργά» ―κατά μέσον όρο, με ταχύτητα γύρω στα 75 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Οι προσομοιώσεις προβλέπουν ότι γαλαξίες ελκόμενοι βαρυτικά θα έπρεπε να κινούνται με ταχύτητα πιο κοντά στα 500 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Σε σύγκριση με ένα αέριο βραδέως κινούμενων μορίων, ο Τοπικός Όγκος είναι «ψυχρός».
Ένας εναλλακτικός τρόπος να σκεφτούμε το πρόβλημα είναι με όρους κοσμικής διαστολής. Η θεωρία προβλέπει ότι θα έπρεπε να απομακρυνθούμε σε αποστάσεις εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών φωτός, εκεί όπου η ύλη είναι διεσπαρμένη τυχαία και όχι λεπτομερώς δομημένη, προτού η συνολική διαστολή κυριαρχήσει επί των τοπικών κινήσεων. Στον Τοπικό Όγκο, ωστόσο, δεν χρειάζεται να απομακρυνθούμε παρά μόλις 5 εκατομμύρια έτη φωτός για να συμβεί κάτι τέτοιο.
Μια εξήγηση, την οποία υποστηρίζει ο Igor Karachentsev της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών, συνίσταται στο ότι οι γαλαξίες και τα χωριστά τους κελύφη («κουκούλια» ) κολυμπούν σε μια θάλασσα σκοτεινής ύλης. Μια τέτοια θάλασσα θα απάμβλυνε τις αντιθέσεις πυκνότητας και, ως εκ τούτου, τις βαρυτικές δυνάμεις που οδηγούν τις γαλαξιακές κινήσεις. Το μόνο πρόβλημα είναι ότι η ύλη, είτε για σκοτεινή πρόκειται είτε για ορατή, δεν θα έπρεπε εξαπλώνεται μέσα σε αυτή τη θάλασσα. Θα έπρεπε να σβωλιάζει.
Έτσι, κάποιοι άλλοι αναζήτησαν λύση στη σκοτεινή ενέργεια. Η βαρυτική άπωσή της θα εξισορροπούσε τη βαρυτική έλξη των γαλαξιών, αμβλύνοντας κατ’ αυτό τον τρόπο την κίνησή τους. Μέσα και κοντά στον Γαλαξία υπερτερεί η έλξη, αλλά πέραν μίας ορισμένης απόστασης επικρατεί η άπωση. Όπως υπολόγισαν το 2000 ο Arthur Chernin, του Πανεπιστημίου της Μόσχας, και οι συνεργάτες του, η συγκεκριμένη απόσταση ανέρχεται σε 5 εκατομμύρια έτη φωτός ―εκεί ακριβώς όπου οι γαλαξιακές κινήσεις αποκλίνουν από τις καθιερωμένες προβλέψεις.
Στην πραγματικότητα, οι αρχικοί υπολογισμοί δεν ελάττωσαν τις γαλαξιακές ταχύτητες παρά μόνο στο ήμισυ, κάτι που δεν επαρκεί. Οι νέες όμως προσομοιώσεις της ομάδας τού Maccio δείχνουν ότι η σκοτεινή ενέργεια τελικά πετυχαίνει το σκοπό της. «Αν περιλάβετε τη σκοτεινή ενέργεια, και μόνο τότε, προκύπτει εξαιρετική συμφωνία» λέει ο Maccio. «Γι’ αυτό δηλώνουμε ότι ανακαλύψαμε το “αποτύπωμα” της σκοτεινής ενέργειας.»
Φυσικά, δεν συμφωνούν όλοι. Το 1999, ο Rien van de Weygaert, του Πανεπιστημίου του Γκρόνινγκεν, και ο Yehuda Hoffman, του Εβραϊκού Πανεπιστημίου της Ιερουσαλήμ, υποστήριξαν ότι ο Τοπικός Όγκος είναι μπλεγμένος σε μια κοσμική διελκυστίνδα μεταξύ των σμηνών γαλαξιών που τον περιβάλλουν. Ένας τέτοιος μηχανισμός επίσης θα είλκυε τους γαλαξίες και θα τους απομάκρυνε τον ένα από τον άλλο, εξισορροπώντας τη δική τους βαρύτητα.
Για να κρίνουν κατά πόσον ο εν λόγω μηχανισμός παίζει σημαντικότερο ρόλο από τη σκοτεινή ενέργεια, οι αστρονόμοι θα χρειαστεί να συγκρίνουν τον Τοπικό Όγκο με άλλες παρόμοιες περιοχές. Αν όσες δεν είναι μπλεγμένες σε διελκυστίνδα συμπεριφέρονται παρόμοια, τότε υπεύθυνη πρέπει να θεωρηθεί η σκοτεινή ύλη. Δυστυχώς, οι δύο ομάδες διαφωνούν όσον αφορά το τι ακριβώς σημαίνει «παρόμοια», και έτσι η αντιγνωμία συνεχίζεται. Αν αποδειχτεί ότι το δίκιο βρίσκεται με το μέρος της ομάδας τού Maccio, τότε η σκοτεινή ενέργεια, η οποία κάποτε θεωρούνταν ως η κατεξοχήν ιδέα της επιστήμης που αναφέρεται στο «εκεί έξω», μια αιθέρια αφαίρεση μικρής σημασίας, θα έχει έρθει λίγο πιο κοντά στη Γη.
|
|
|
|
|
|
