Badanie Vegatestem, wieloletni specjalista

neutronowa

Intrygujące doniesienie prasowe brzmiące: "Nagrodę Nobla z fizyki dostali Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt i Adam G. Riess za odkrycie tego, że Wszechświat rozszerza się z coraz większą prędkością. Dowiodły tego obserwacje odległych supernowych, tj. gwiazd, które zakończyły życie w potężnej eksplozji. Do dziś nie ma zgody wśród fizyków, co może być źródłem tej nieznanej siły rozpychającej przestrzeń. Dlatego to źródło określa się enigmatycznym mianem "ciemnej energii", co najlepiej chyba wyraża bezradność naukowców. Hipotezy są dwie. I obie wydają się absurdalne. Albo ciemna energia to po prostu cecha samej próżni, albo przestrzeń kosmiczna jest dodatkowo wypełniona czymś, jakąś substancją, ochrzczoną już nawet mianem kwintesencji, która ma niecodzienne własności, m.in. zamiast przyciągać, odpycha.", sprowokowało Redakcję do zamieszczenia tekstu, króry napisany został w 2005 roku(!), a który przedstawia rezultaty prac innego zespołu uczonych, na ten sam temat.


fizyk

Jak donosi New Scientist, nowa teoria pozwala wyjaśnić fenomen przyspieszonego rozszerzania się Wszechświata bez angażowania hipotezy o występowaniu tajemniczej „ciemnej energii”. Przyczyną przyspieszenia mogą być gigantyczne fale w czasoprzestrzeni, których skala przewyższa wymiary widzialnej części Wszechświata. Przez długi czas po odkryciu przez Edwina Hubblea w 1929 roku rozszerzania się Wszechświata uważano, że ma ono miejsce zawsze w sposób liniowy. Jednak w 1998 roku obserwacje Supernowych typu Ia (czyli takich, w których widmach nie ma śladów helu, a w pobliżu maksimum jasności znajdują się linie absorpcyjne krzemu) po ustaleniu odległości do nich wykazały, że rozszerzanie Wszechświata odbywa się z przyspieszeniem. Teoretyczne wytłumaczenie tego zjawiska możliwe jest poprzez wprowadzenie dodatniej stałej kosmologicznej do ogólnej teorii względności Einsteina, lub poprzez przypuszczenie istnienia substancji o niewyjaśnionej naturze („ciemnej energii” lub „kwintesencji”), od początku właściwej przestrzeni jako takiej i wnoszącej maksymalny wkład w obecną gęstość energii Wszechświata (około 70%). Jeśli przyjąć ostatnią hipotezę, to pozostałe 25% Wszechświata stanowi jeszcze jedna tajemnicza postać materii - „ciemna materia”, i tylko 5% pozostaje dla znanych nam z ławy szkolnej protonów, elektronów, neutronów, neutrinów, kwarków, z których, jak nam się wcześniej wydawało składa się Wszechświat. Obecnie pojawiło się wiele doniesień o interpretacji nowych obserwacji właśnie z tego punktu widzenia.

Jednak w pracy międzynarodowego zespołu fizyków z USA, Kanady i Włoch, opublikowanej w Physical Review Letters proponuje się oryginalne rozwiązanie tej zagadki, unikające konieczności odwoływania się do hipotez o tajemniczych właściwościach materii. „Jestem pewien, że tego rodzaju hipotezy są nadzwyczaj pociągające dla ludzkiej wyobraźni” - mówi jeden z autorów artykułu Antonio Riotto z Międzynarodowego Państwowego Instytutu Fizyki Jądrowej - „Lecz proszę wziąć pod uwagę, że nawet najbardziej nowoczesne opracowania teoretycznej fizyki, takie jak teoria supersymetrii lub strunowa teoria kwantowej grawitacji, nie są w stanie wyjaśnić obecności tej ciemnej energii w ilościach, które odpowiadałyby obserwacjom. Sprzeczność tego wymagania z ogólnie przyjętymi prawami Przyrody zrodziła masę dodatkowych egzotycznych hipotez o istnieniu nowych sił, nowych wymiarów czasoprzestrzeni, nowych superlekkich cząstek elementarnych. My zaś nie wprowadzamy żadnych nowych bytów do Wszechświata i proponujemy wytłumaczenie w ramach jednego z wariantów standardowej teorii wielkiego wybuchu – właśnie inflacyjny (pęczniejący) model Wszechświata, zaproponowany już w 1981 roku”.

riotto

Standardowy model kosmologiczny świetnie opisuje wszystkie dane pochodzące z obserwacji, jednak pewne właściwości współczesnego Wszechświata pozostawia bez wyjaśnienia – na przykład brak niejednorodności na wielką skalę i izotropii Wszechświata, lub jego charakterystycznej struktury w postaci galaktyk i ich skupisk. Model inflacyjnego Wszechświata pozwala uniknąć tych braków. Zakłada on, że we wczesnym etapie Wszechświat rozszerzał się nie na zasadzie stopniowej, lecz na zasadzie wzrostu wykładniczego. Ten etap rozszerzania nazywamy inflacyjnym, ponieważ na nim czynnik skali, a wraz z nim odległość fizyczna pomiędzy każdą parą punktów powiększa się, a gęstość energii przestrzeni pozostaje stała. Takie niezwykłe zachowanie okazuje się być możliwe jedynie przy takich stanach pól fizycznych, które odpowiadają ujemnemu ciśnieniu. Innymi słowy, w ciągu krótkiej fazy inflacyjnej sama przestrzeń rozszerza się szybciej od prędkości światła. Prowadzi to do fluktuacji kwantowych rodzących fale czasoprzestrzenne, które przewidział Einstein. W kolejnych etapach ewolucji one niejako pęcznieją wypełniając sobą cały tak zwany „globalny” Wszechświat, którego rozmiary są znacznie większe od jego części widzialnej.

„Zrozumieliśmy, że wystarczy wprowadzić do ogólnej teorii względności ten kluczowy element – pofałdowanie grawitacyjne we wczesnych stadiach – aby wytłumaczyć obserwowane przyspieszanie rozszerzania się Wszechświata” - mówi Antonio Riotto - „Nie ma żadnej konieczności tworzenia tajemniczych fantomów w stylu ciemnej energii”.WHKsmall

Szef grupy Edward Kolb z Narodowego Laboratorium Akceleracji Wiązek Przeciwbieżnych w Batawii (USA), obrazowo tłumaczy to w następujący sposób. „Wyobraźcie sobie, że znajdujecie się na okręcie w otwartym oceanie, a dookoła was jest mgła. Kołyszecie się w górę i w dół i odczuwacie działanie fal o dużej okresowości, lecz powierzchnia morza wydaje się wam płaska i samych fal nie widzicie”. Pofałdowanie czasoprzestrzeni powstałe w czasie stadium inflacyjnego z czasem przekształca się w gigantyczne fale grawitacyjne przecinające cały Wszechświat. Są one niewidoczne z bliskiej odległości ze względu na zmniejszenie gęstości materii, lecz są odczuwalne w postaci przyspieszenia podczas obserwacji najdalszych okolic zbliżonych do horyzontu kosmicznego. Sprawdzenie tej teorii jest kwestią przyszłości.

Komentarze  

# xisqx 2011-10-09 21:14
Świetny artykuł. Oby takich było więcej
Odpowiedz

Dodaj komentarz

Kod antyspamowy
Odśwież