Noul model presupune vâscozitatea spațiului, ceea ce explică diferențele în datele despre expansiunea spațiului observate de DESI. Această idee ar putea revoluționa înțelegerea noastră despre energia întunecată.
Cuprins
Astronomii știu de mulți ani că universul se extinde . Cu toate acestea, observații recente arată că această expansiune nu se produce exact la viteza prevăzută de modelele tradiționale. Motivul? Conform noilor cercetări, acest lucru ar putea fi legat de faptul că spațiul nu este complet „neted”. În loc să fie un vid perfect, acesta se comportă ca un mediu cu o anumită rezistență la schimbări, ca un lichid cu frecare internă.
Un nou studiu, condus de Muhammad Gulam Huwayji Khan, cercetător la Institutul Indian de Tehnologie, propune o idee neobișnuită: spațiul are o proprietate numită vâscozitate spațială. Această ipoteză, departe de a fi o simplă utopie teoretică, este în deplină concordanță cu ultimele date obținute cu ajutorul instrumentului spectroscopic DESI, care măsoară distanțele dintre galaxii. Dacă această ipoteză se confirmă, aceasta va însemna o schimbare fundamentală în înțelegerea noastră asupra energiei întunecate și a structurii cosmosului însuși.
Ce este mai exact vâscozitatea spațiului?
Vâscozitatea este o măsură a rezistenței la schimbare. De exemplu, apa curge ușor, iar mierea nu. În cazul spațiului, ideea este că vidul în sine poate rezista în mod imperceptibil la propria sa expansiune. În loc să se extindă liber, ca un gaz fără obstacole, spațiul va manifesta un fel de „rezistență” internă, un mic efect de încetinire, determinat de propria sa structură.
Pentru a modela acest fenomen, autorul studiului prezintă spațiul ca o brană elastică — o suprafață tridimensională care se află într-o stare tensionată și este capabilă de oscilații. În interiorul acestei brane apar „fononi spațiali” — anumite unde de compresie, similare undelor care se formează în corpurile solide. Aceste unde nu sunt particule, ci reprezintă oscilații colective ale spațiului însuși, iar comportamentul lor generează o presiune suplimentară — vâscoasă — care influențează în mod direct expansiunea Universului.
Rolul DESI și al energiei întunecate, care nu se încadrează în această concepție.
Motivația principală pentru modelul propus este legată de discrepanța descoperită în cadrul proiectului DESI, una dintre cele mai ambițioase cercetări privind expansiunea cosmosului. Acest instrument a evidențiat o mică diferență între previziunile modelului standard LCDM și valorile măsurate pe cer.
Modelul LCDM presupune că energia întunecată este o valoare constantă, o forță care accelerează uniform expansiunea Universului. Cu toate acestea, datele actuale ale DESI indică faptul că expansiunea pare să se modifice ușor în timp, ca și cum ar exista o fază de tranziție în care presiunea negativă a energiei întunecate ar fi chiar mai puternică decât presiunea constantei cosmologice.
Un astfel de comportament corespunde exact rezultatului obținut cu ajutorul modelului de vâscozitate: expansiunea, care se comportă temporar „fantomatic” și are o valoare a presiunii mai negativă decât -1, înainte de a încetini și de a reveni la o valoare mai moderată (aproximativ -2/3) atât în trecut, cât și în viitorul îndepărtat.
Modelul cu un număr redus de parametri, care corespunde perfect datelor.
Unul dintre avantajele modelului este simplitatea sa matematică. Acesta utilizează doar trei parametri de bază: entropia (ε), modulul de elasticitate (κ) și scala de deplasare H⋆, care indică momentul în care vâscozitatea este cea mai importantă. La valorile ε ≃ 0,335, κ ≃ 0,3349 și H⋆/H₀ ≃ 2,1, modelul prezice viteza sunetului pentru fononii spațiali, care este foarte apropiată de limita teoriei relativității și coincide aproape exact cu datele DESI în cel mai important interval de deplasări roșii (z 0–1,5).
„Modelul reproduce faza tranzitorie vâscoasă, când viteza de expansiune a Universului este comparabilă cu scara maselor fononilor”, afirmă autorul. Cu alte cuvinte, efectul este temporar: vâscozitatea are importanță doar într-o anumită perioadă a istoriei cosmice, când Universul era aproximativ de două ori mai mic decât în prezent.
Caracteristică fundamentală sau iluzie trecătoare?
Deși modelul corespunde perfect observațiilor, autorii înșiși recunosc că vâscozitatea spațiului nu a fost încă dovedită ca proprietate fundamentală. Poate fi o iluzie cauzată de modul de interpretare a datelor sau de efecte sistematice care nu au fost încă studiate pe deplin.
În acest context, articolul lui Paul Sutter din Live Science subliniază că ideea energiei întunecate vâscoase reprezintă o schimbare profundă în înțelegerea noastră asupra vidului. Dacă se confirmă, nu va fi doar o ajustare a modelului LCDM, ci mai degrabă o reinterpretare a fundamentelor sale.
Spațiul încetează să mai fie un mediu pasiv și devine un mediu dinamic, cu propriile sale proprietăți fizice.
Pașii următori: Euclid, DESI și căutarea confirmării.
Fiabilitatea acestui model depinde de rezultatele observațiilor din următorii ani. Proiecte precum telescopul spațial Euclid și etapele viitoare ale proiectului DESI vor ajuta la confirmarea sau infirmarea faptului că această abatere temporară a valorii energiei întunecate de la -1 este reală sau nu.
În special, dacă observațiile viitoare vor confirma ideea că Universul a trecut printr-o fază în care presiunea a fost chiar mai negativă decât se aștepta, modelul fononului vâscos se va consolida. Același lucru se va întâmpla dacă vor fi descoperite alte efecte legate de vâscozitatea spațiului, cum ar fi mici schimbări în evoluția structurilor la scară largă din Univers.
Modelul propus în prezent rămâne elegant și promițător, deoarece explică anomalia reală printr-un mecanism fizic plauzibil. Dar, ca în toată știința, timpul și datele vor avea ultimul cuvânt.
