Naujos mintys apie tuštumos ir standartinius tamsiosios energijos modelius

Tuštumos modelis (apie jį mes jau esame trumpai rašę) įdomus ne tik kosmologiniu požiūriu – jame galime įžvelgtį svarbią filosofinę išvadą: Žemė užima ypatingą vietą regimosios Visatos centre. Toks teiginys prieštarauja Koperniko principui, pagal kurį mes neturėtume užimti ypatingos vietos, nes Visata yra homogeniška. Šis principas laikomas šiuolaikinės astronomijos pagrindu, todėl jeigu paaiškėtų, jog jis nėra teisingas, astronomai daugiau negalėtų pasikliauti vadinamaisiais vietiniais matavimais.

Visai neseniai Britų Kolumbijos universiteto tyrėjų komanda naujus duomenis palygino su tuo, ką numato įvairūs tuštumos ir standartiniai tamsiosios energijos modeliai. Mokslininkai tyrė supernovas, kosminę foninę spinduliuotę (CMB) bei ankstyvosios Visatos barionų akustinius virpesius. Paaiškėjo, kad stebėjimai kur kas geriau sutampa su tamsiosios energijos, o ne tuštumos modeliais. Gauti rezultatai išspausdinti paskutiniajame „Physical Review Letters“ numeryje.

„Mes nagrinėjame vieną didžiausių šiuolaikinės kosmologijos paslapčių – tariamai greitėjantį Visatos plėtimąsi, – pasakoja tyrėjai. – Standartinis paaiškinimas – tamsioji energija – yra toks painus, kad mokslininkai bandė ieškoti galimų alternatyvų, tik, deja, ne itin sėkmingai. Mūsų darbas rodo, kad labai nepanašu, jog viena iš tokių alternatyvų, tuštumos modelis, galėtų būtų teisingas. Tai suteikia tvirtesnio pagrindo teigiantiems, jog greitėjimas yra tikras, o jį sukelia tamsioji energija“.

Tyrėjai išnagrinėjo dviejų rūšių tuštumos modelius: neapribotąjį ir apribotąjį (pastarajame apribotas tankio pasiskirstymas). Kaip pavyko išsiaiškinti, neapribotosios tuštumos gali atitikti CMB ir supernovų stebėjimus, tačiau tam reikia gerokai sumažinti Hablo konstantos vertę. Apribotosios tuštumos susiduria su panašiais sunkumais, nes tam, kad šis modelis derėtų CMB duomenimis, reikia įvesti tam tikrus itin tiksliai nustatytus parametrus. Tuo tarpu standartiniai tamsiosios energijos modeliai ganėtinai tiksliai dera su CMB stebėjimais. Be to, tikėtiniausias tuštumos modelis nesusitvarko su barionų akustinius virpesiais – priešingai nei standartiniai tamsiosios medžiagos modeliai.

„Daugiau nei prieš dešimtmetį fundamentalius parametrus, aprašančius Visatą didžiausiais mastais, pavyzdžiui, plėtimosi spartą arba erdvinio iškreivinimo dydį, žinojome tik su milžiniškomis paklaidomis, – teigia tyrėjai. – Nuo to laiko tikslūs CMB matavimai sukėlė tikrą revoliuciją kosmologijoje. Mus labai nustebino tai, kad tokios kosmologinės teorijos kaip tuštumos modeliai, iš esmės besiskiriančios nuo įprastinių tamsiosios energijos teorijų, vis dar galėjo atitikti tikslius stebėjimų duomenis“.

Mokslininkai mano, kad ganėtinai keista yra tai, kad standartiniai tamsiosios energijos modeliai be jokių tikslių parametrų gali taip neblogai aprašyti daugybę stebėjimų. Nagrinėdami tuštumos modelių pagrįstumą tyrėjai iš tikrųjų sustiprino įprastinės tamsiosios energijos, verčiančios Visatą plėstis greitėjančiai, teorijos pagrindus.

„Planuojami dar tikslesni CMB matavimai, padėsiantys geriau suprasti plėtimąsi. Gali paaiškėti, kad netgi ateinančio dešimtmečio patobulinimai neleis išskirti paprasčiausio tamsiosios energijos pavidalo. Tačiau iš kitos pusės, mums gali pasisekti sužinoti, kas iš tikrųjų yra toji tamsioji energija“.