WYNIKI OBSERWACJI SUPERNOWYCH nie są jedynymi dowodami na istnienie nowej formy energii, która napędza ekspansję Wszechświata. Nasz najdokładniejszy obraz wczesnego Wszechświata pochodzi z obserwacji mikrofalowego promieniowania tła (nazywanego też promieniowaniem reliktowym), które oddzieliło się od materii około 400 rys. lat po Wielkim Wybuchu. W 2000 roku pomiary widma fluktuacji tego promieniowania dowiodły, że Wszechświat jest płaski. W 2003 roku odkrycie to zostało potwierdzone przez wyniki obserwacji promieniowania tła, które przeprowadzono za pomocą sondy kosmicznej Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, a także w innych eksperymentach. Płaskość Wszechświata oznacza, że średnia gęstość wypełniającej go materii i energii jest równa gęstości krytycznej. Wiele pomiarów gęstości różnych form materii (łącznie z „zimną ciemną materią" hipotetycznym oceanem wolno poruszających się cząstek, które nie emitują światła, ale są źródłem zwykłej, przyciągającej grawitacji) wykazało, że na materię przypada zaledwie około 30% gęstości krytycznej.

Oprócz nich w naszym Wszechświecie musi się więc znajdować jakiś rodzaj równomiernie rozmieszczonej energii, która nie zakłóca drobnoskalowych ruchów materii, ale mimo to stanowi aż 70% gęstości krytycznej. Wymaganiom tym odpowiada energia próżni lub coś bardzo do niej podobnego. Do energii próżni prowadziła też trzecia linia rozumowania, zupełnie niezależna od poprzednich. Przez 20 lat w kosmologii obowiązywał paradygmat kosmicznej inflacji i zimnej ciemnej materii, który w zadowalający sposób objaśniał genezę struktury Wszechświata. Z teorii inflacji wynika, że w najwcześniejszych chwilach swego istnienia Wszechświat przeszedł przez fazę gwałtownej ekspansji, która „wygładziła” i „wypłaszczyla” jego geometrię. Jednocześnie kwantowe fluktuacje w rozkładzie gęstości energii zostały powiększone od skal subatomowych do rozmiarów kosmicznych. Dzięki temu po fazie gwałtownej ekspansji w rozmieszczeniu materii pojawiły się niejednorodności, które obserwujemy w postaci fluktuacji promieniowania reliktowego.

Stały się one zarodkami dzisiejszej bogatej struktury Wszechświata, której ewolucją rządziła grawitacja ciemnej materii. W połowie lat dziewięćdziesiątych nowe obserwacje poważnie zachwiały tym paradygmatem. Przewidywane charakterystyki struktur wielkoskalowych, takich jak gromady i supergromady galaktyk, różniły się od rzeczywistych. Co gorsza, czas, jaki upłynął od narodzin Wszechświata, wydawał się krótszy od wieku najstarszych gwiazd. W 1995 roku zauważyliśmy, że te sprzeczności znikłyby, gdyby energia próżni stanowiła około dwóch trzecich gęstości krytycznej (nasz model kosmologiczny był zupełnie inny niż zamknięty wszechświat Einsteina, w którym gęstość odpowiadająca członowi kosmologicznemu stanowiła połowę gęstości materii). Ze względu na burzliwą historię energii próżni nasza propozycja była co najmniej prowokacyjna. Jednak po 10 latach, które upłynęły od tej chwili, wszystko zaczyna do siebie pasować.



Tagi: energia, wszechświat, promieniowanie

Podział strony