— Objavljeno 30/03/2025 / Bug.hr.
Prema nedavno objavljenim rezultatima kolaboracije DESI tamna energija nije konstanta, kao što se dosad smatralo; njezina volumna gustoća se u zadnjih 4,5 milijarde godina smanjila za otprilike 10%
Najvažnije znanstveno otkriće svih vremena, što je dio podnaslova knjige Simona Singha, je širenje svemira. Ključni doprinos tom otkriću dao je, još 1929. godine, Edwin Hubble svojim opažanjima da se daleke galaksije od nas udaljavaju po pravilu: što su udaljenije to im je brzina udaljavanja veća. To pravilo danas nazivamo Hubbleovim zakonom, a može ga se, uz određene pretpostavke, izvesti iz Einsteinovih jednadžbi opće teorije relativnosti. Prvu ideju da se svemir širi objavio je, 1922. godine, ruski fizičar Aleksandr Fridman. Kad je Einstein saznao što je Fridman izvukao iz njegovih jednadžbi reagirao je otprilike „ma dajte, molim vas, kakve su to gluposti”.
A onda je, sedam godina kasnije, njegovu zabludu ispravio Hubble opažanjima na opservatoriju Mount Wilson. To je izvrstan primjer funkcioniranja prirodnih znanosti i ujedno divan primjer lucidnosti američkog književnika Ambrosea Biercea koji je u svojem Đavoljem rječniku opservatorij cinično (ali nevjerojatno dobro pogođeno) definirao kao: „mjesto gdje astronomi odbacuju zablude svojih prethodnika”. No, Đavolji rječnik je ovdje tek usputna lektira, a prva lektira je knjiga Simona Singha Veliki prasak: najvažnije znanstveno otkriće svih vremena i zašto ga moramo poznavati.
Svemir se širi ubrzano
U međuvremenu, prije objave Hubbleovih opažanja, dogodilo se puno toga. Godine 1925. obolio je i mlad umro Fridman, prije nego je saznao da je bio u pravu. Ne znajući za Fridmana, 1927. godine je belgijski teorijski fizičar i katolički svećenik Georges Lemaitre iz Einsteinovih jednadžbi doslovno izveo matematički izraz koji će kasnije postati poznat kao Hubbleov zakon, ili poštenije rečeno, Hubble-Lemaitreov zakon. I on je svoje rezultate poslao Einsteinu, čak je i razgovarao s njim na jednoj konferenciji. Einstein je bio pristojan, ali i dalje sumnjičav. Širenje svemira bilo mu je do te mjere neprihvatljivo da je napravio nešto zbog čega je kasnije požalio: dopunio je svoje jednadžbe opće teorije relativnosti tako da mogu opisivati statični svemir. Taj član, koji se obično zapisuje kao lambda, prozvan je kozmološka konstanta. Kad je saznao za Hubbleove rezultate Einstein se posipao pepelom: povukao je lambdu i proglasio ju „svojom najvećom pogreškom u karijeri”. Ali tu priča ne staje.
Tu priča tek počinje. Iz brojnih opažanja eksplozija dalekih supernova, od 1998. godine postalo je jasno da se svemir širi ubrzano. Brzina širenja nije konstantna nego se s vremenom povećava. Za to su otkriće 2011. godine Nobelovu nagradu dobili Saul Perlmutter, Brian Schmidt i Adam Riess. Da bi se ubrzano širenje moglo opisati Einsteinovim jednadžbama opće teorije relativnosti, koja je i dalje najbolja teorija gravitacije koju imamo, trebalo je opet jednadžbe malo korigirati. Pogodite kako. Vraćanjem lambde koju je Einstein bio uveo pa odbacio. Dobrodošla, lambdo!
„Dobrodošla, lambdo” je poglavlje knjige Richarda Paneka Tamna materija, tamna energija. To je druga lektira. Tu knjigu, u mojem prijevodu, možete čitati gotovo kao napeticu. Njezini junaci su, gore spomenuti, Perlmutter, Schmidt i Riess. I mnogi drugi znanstvenici koji su sudjelovali u razvoju fizičke kozmologije, recimo Jim Peebles koji je Nobelovu nagradu za fiziku dobio 2019. godine "za svoja teorijska otkrića u fizičkoj kozmologiji". Uglavnom, lambda ili kozmološka konstanta, vraćena je s idejom da opiše tamnu energiju zbog koje se svemir širi ubrzano. S konstantne brzine širenja došli smo do konstantnog ubrzanja. Pa, je li tu kraj priče? Naravno da nije. Znanost je, po definiciji, never ending story.
Ubrzanje se s vremenom smanjuje
Kolaboracija DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) objavila je prošli tjedan (a novosti je prenio Nature) rezultate analize podataka prikupljenih u zadnje tri godine. Ti podaci obuhvaćaju opažanja više od 30 milijuna kvazara i drugih dalekih galaksija te prilično uvjerljivo pokazuju da ubrzanje kojim se svemir širi nije konstantno. Drugim rječima, tamna energija odgovorna za ubrzano širenje svemira nije onakva kakva je bila u ranijim vremenima. Konkretno, njezina se prostorna gustoća smanjuje. U zadnjih 4,5 milijardi godina (a tolika je starost planeta Zemlje) smanjila se nekih 10%. Što to točno znači, ovaj čas nitko ne zna. Kako je u pjesmi Povratak rekao Cesarić: Ko zna (ah, niko, niko ništa ne zna. / Krhko je znanje!) / Možda je pao trak istine u me, / A možda su sanje.
Dodatne se potvrde uskoro očekuju od svemirskog opservatorija Euclid i zemaljskog opservatorija Vera Rubin. Sve u svemu, preciznim i marljivim opažanjima raznih opservatorija astronomi, iz noći u noć, pretvaraju sanje u pouzdano znanje.