Przez lata naukowcy wierzyli, że ekspansja Wszechświata nie tylko trwa, ale przyspiesza — jest to zjawisko przypisywane tajemniczej sile zwanej ciemną energią, za której odkrycie przyznano Nagrodę Nobla w 2011 roku. Jednak nowe badanie przeprowadzone przez południowokoreańskich naukowców podważa ten długo utrzymywany pogląd, sugerując, że ekspansja może w rzeczywistości spowalniać, co wywołało poważną debatę w środowisku naukowym.
Model standardowy i supernowe typu Ia
Od Wielkiego Wybuchu 13,8 miliarda lat temu Wszechświat znajduje się w stanie ekspansji. Obserwacje supernowych typu Ia – pozostałości po eksplozjach białych karłów – dostarczyły kluczowych dowodów potwierdzających tę ekspansję, zwłaszcza jej przyspieszający charakter. Te supernowe są często nazywane „świecami standardowymi”, ponieważ uważa się, że mają stałą jasność, co pozwala astronomom na dokładny pomiar odległości na rozległych przestrzeniach kosmicznych.
Możliwa różnica wieku w jasności supernowej
Young-Wook Lee z Uniwersytetu Yonsei i jego zespół oferują inną interpretację. Ich analiza 300 galaktyk macierzystych supernowych sugeruje, że jasność odległych supernowych typu Ia różni się znacznie w zależności od wieku gwiazd w tych galaktykach. Astronomowie na ogół zakładają obecnie, że supernowe, które są słabsze niż oczekiwano, są dowodem przyspieszającej ekspansji. Jednak zespół Lee argumentuje, że ta pozorna ciemność może wynikać z „błędu związanego z wiekiem”, który sprawia, że Wszechświat wydaje się rozszerzać szybciej niż w rzeczywistości. Po uwzględnieniu tego błędu, przyspieszająca ekspansja znika.
Wyniki zespołu Lee wskazują, że ekspansja Wszechświata mogła zacząć zwalniać 1,5 miliarda lat temu, a w przyszłości może nawet odwrócić się – jest to scenariusz znany jako „wielki upadek”. Oznaczałoby to zapadnięcie się Wszechświata, potencjalnie prowadząc do odwrotnego Wielkiego Wybuchu. Wcześniej możliwość „wielkiego upadku” uważano za mało prawdopodobną, ale badania Lee wnoszą nową perspektywę.
Nieufność i kontrargumenty
Adam Riess, kolejny laureat Nagrody Nobla z 2011 r., zdecydowanie nie zgadza się z wypowiedziami Lee. Wskazuje na wcześniejsze prace tej samej grupy w 2020 r., które ostatecznie zostały zdemaskowane. Riess zauważa, że obecne badanie w dużej mierze powtarza poprzednie argumenty, wprowadzając minimalne zmiany, dodając, że określenie wieku gwiazd znajdujących się na dużych odległościach jest z natury trudnym zadaniem, zwłaszcza gdy wykorzystuje się średni wiek uzyskany z galaktyki macierzystej.
Mark Sullivan z University of Southampton przyznaje, że wiek wpływa na jasność supernowych, ale podkreśla, że efekty te są już uwzględniane w obecnych pomiarach ciemnej energii. „Jestem bardzo sceptyczny, czy spowoduje to spowolnienie ekspansji Wszechświata” – powiedział Sullivan.
Przyszłe obserwacje i tajemnica ciemnej energii
Vera Ts. Obserwatorium Rubin w Chile dąży do znacznego zwiększenia liczby obserwowanych supernowych typu Ia, oferując znacznie bardziej szczegółową „mapę” historii ekspansji Wszechświata. Pomoże to potwierdzić lub obalić wyniki Lee.
Niezależnie od wyniku dotyczącego tempa ekspansji, natura ciemnej energii pozostaje jedną z największych tajemnic współczesnej fizyki. Niedawne wyniki przeglądu instrumentu spektroskopowego ciemnej energii wykazały, że ciemna energia może nie być siłą stałą, ale może zmieniać się w czasie. Nie musi to koniecznie oznaczać, że Wszechświat zwalnia, ale oznaczałoby, że tempo ekspansji zmieniało się na przestrzeni historii kosmosu.
„Strzałka w coraz większym stopniu wskazuje, że ciemna energia jest raczej zjawiskiem dynamicznym niż stałą kosmologiczną” – mówi Ed Macaulay z Queen Mary University w Londynie. „Myślę, że dokładnie, co to jest, to naprawdę interesujące pytanie”.
Debata wokół ekspansji wszechświata podkreśla ciągły proces badań naukowych i doskonalenia. Chociaż obecne dowody wskazują na przyspieszającą ekspansję napędzaną ciemną energią, nowe badania wprowadzają przekonujące alternatywne możliwości, ostatecznie przyczyniając się do głębszego zrozumienia naszego Wszechświata.
