Tamsioji medžiaga ir tamsioji energija – du viename?

Dr. HongŠengas Zao (HongSheng Zhao) iš minėtojo universiteto Fizikos ir astronomijos fakulteto parodė, kad tamsioji medžiaga ir dar paslaptingesnė tamsioji energija gali turėti kur kas daugiau bendro negu buvo manoma ligi šiol.

Tik vos 4 proc. visos Visatos sudaro mums įprastinė barioninė medžiaga, o likusiuosius 96 proc. gaubia paslaptis.

„Tiek tamsioji medžiaga, tiek tamsioji energija galėtų atitikti tos pačios monetos skirtingas puses, – pasakoja H. Zao. – Kai ateityje astronomai perpras vos pastebimą tamsiosios medžiagos poveikį galaktikoms, kartu bus praskleistas ir astronominės tamsiosios medžiagos paslapties šydas“.

Astronomai įsitikinę, jog mūsų Visatoje galaktikoms išsilakstyti neleidžia milžiniškas nematomos medžiagos kiekis, sukuriantis stiprų gravitacinį lauką. Pirmąkart apie tai dar 1933 m. prašneko šveicarų astronomas Fricas Zvickis (Fritz Zwicky), o dabar ši nematomoji medžiaga vadinama tamsiąja.

„Tamsioji energija, prisidengdama tamsiąja medžiaga, jau leido mums suprasti apie savo egzistavimą prieš 60 metų, – teigia H. Zao. – Aišku, jeigu sutiksime su tuo, kad tamsioji medžiaga ir tamsioji energija yra tos pačios bendros kilmės reiškiniai“.

Mokslininko pasiūlytame modelyje tamsioji energija ir tamsioji medžiaga yra tiesiog skirtingos to pačio reiškinio formos. Šį bendrą reiškinį astronomas siūlo vadinti „tamsiuoju skysčiu“. Galaktikų masteliu tamsusis skystis elgiasi kaip medžiaga, tačiau visos Visatos mastu – kaip tamsioji energija, sukelianti greitėjantį Visatos plėtimąsi. Svarbu paminėti tai, kad šis modelis, priešingai negu kiti, yra pakankamai išsamus ir jame tamsiosios energijos bei tamsiosios medžiagos santykis 3:1 atitinka realų, kosmologijos specialistų apskaičiuotą santykį.

Mokslininkai visame pasaulyje galvoja apie įvairius eksperimentus, leisiančius aptikti tamsiosios medžiagos daleles. Europos branduolinių tyrimų centrui (CERN) priklausantis Didysis hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas (LHC) bus vienas iš pagrindinių įrankių, be kurio pagalbos vargu ar pavyks išsiversti.

Pasak H. Zao, įmanomas toks variantas, jog šios pastangos gali nueiti perniek. „Šiame paprastesniame Visatos modelyje tamsioji medžiaga bus stebėtinai mažų energijų skalėje, kur kas mažesnių už LHC greitintuvo pasiekiamas ribas“.

„Iki šiol tamsiosios medžiagos dalelių paieškos buvo sutelktos į didelių energijų sritį. Jeigu tamsioji medžiaga neatsiejama nuo tamsiosios energijos, jos LHC greitintuve neišvysime, tačiau astronomai su ja nuolat susidurs stebėdami galaktikas“.

Vis dėlto verta apsvarstyti ir tai, jog Visatoje tamsiosios medžiagos dalelių gali nebūti nė kvapo. H. Zao pateiktos išvados yra suderinamos su kita paplitusia tamsiųjų Visatos komponenčių interpretacija, pagal kurią šias mįsles galima įminti modifikuota gravitacijos teorija.

„Neatsižvelgiant į tai, kas tamsioji medžiaga ir tamsioji enegija galėtų iš tikrųjų būti, šie du reiškiniai, regis, nėra nepriklausomi vienas nuo kito“, – apibendrina mokslininkas.

H. Zao ir jo bendradarbių darbas buvo išspausdintas 2007 m. gruodžio „Astrophysical Journal Letters“ ir to paties mėnesio „Physics Review D“ numeriuose.

Pirmasis gravitacijos teorijos pamatus padėjo Izaokas Niutonas 1687 m., o 1915 m. Albertas Einšteinas ją patobulino – sukūrė bendrąją reliatyvumo teoriją, pagal kurią gravitacijos bangų sklidimo greitis lygus šviesos sklidimo greičiui.

Tačiau A. Einšteinas nebuvo tikras, ar į gravitacinio lauko lygtis reikia įtraukti kosmologinę konstantą, aprašančią tamsiosios energijos poveikį. Vėliau savo sprendimą šią konstantą lygtyse vis dėlto palikti pavadino „didžiausia gyvenimo klaida“.

Kiti astronomai po F. Zvickio atradimo taip pat ėmė įvairiai modifikuoti A. Einšteino lygtis, bandydami pridėti narį, atitinkantį nespinduliuojančios medžiagos šaltinį, t. y., tamsiąją medžiagą.

Bet eksperimentiškai be labai lengvų neutrinų kol kas nepavyko patvirtinti jokio tamsiosios medžiagos šaltinio.