ბნელ ენერგიაზე მონადირემ მუშაობა დაიწყო

 ობსერვატორია კიტ პიკის (არიზონა, აშშ) ასტრონომებმა, სამყაროს ისეთი დეტალური დაკვირვება დაიწყეს, როგორიც აქამდე არ მომხდარა.  5 წლიანი დაკვირვებების მთავარი მიზანია, რაც შეიძლება მეტი ინფორმაცია შეგროვდეს იდუმალი ბნელი ენერგიის შესახებ, რომელიც სამყაროს აჩქარებით გაფართოებაზე უნდა იყოს პასუხისმგებელი. ინსტრუმენტი სახელად DESI, 5 ათას მინიატურულ ტელესკოპს შეიცავს. ყოველ მათგანს შეუძლია 20 წუთის განმავლობაში მიიღოს გალაქტიკებიდან მოსული სინათლე. შედეგად, მეცნიერები წლის განმავლობაში იმაზე მეტ გალაქტიკას დააკვირდებიან, ვიდრე მსოფლიოს სხვა ტელესკოპები ერთად. ცნობილია, რომ ტელესკოპი 35 მილიონ გალაქტიკას დააკვირდება.

ბნელი ენერგია

 სამყარო აჩქარებით ფართოვდება, თითქოსდა რაღაც უხილავი ძალა, როგორც ბუშტს, შიგნიდან აფართოებს მას. ეს ძალა, იგივე ”ბნელი ენერგია”, ასტროფიზიკის ერთ-ერთ ყველაზე უფრო დიდ საიდუმლოდ რჩება. თეორეტიკოსთა ტრიო გვიმტკიცებს, რომ ეს ძალა საკმაოდ უჩვეულო წყაროდან ჩნდება. რაც არ უნდა უცნაურად ჟღერდეს, მათი აზრით ეს, ჩვენს მიერ სკოლაში ნასწავლი ფიზიკის საფუძვლებს ეწინააღმდეგება: სამყაროს საერთო ენერგია არ არის უცვლელი, ის შეიძლება თანდათან გაქრეს.

 მეცნიერთა აზრით, ბნელი ენერგია განსაკუთრებული ველი შეიძლება იყოს, ელექტრულის მსგავსი, რომელიც მთელ სივრცეს ავსებს. მეორეს მხრივ, თვით კოსმოსის ნაწილი შეიძლება იყოს, რომელსაც კოსმოლოგიურ მუდმივას უწოდებენ (ლამბდა წევრი – მოკლედ კოსმოლოგიური მოდელის შესახებ). სხვა ვერსია, თითქოსდა, აინშტაინის ფარდობითობის თეორიას დასცინის. ამ თეორიის მიხედვით, გრავიტაცია მაშინ იჩენს თავს, როცა მასა და ენერგია, დრო-სივრცეს ამრუდებს. სინამდვილეში, კოსმოლოგიური მუდმივაც აინშტაინმა მოიგონა, კონსტანტას სახით ჩაამატა განტოლებებში, რათა აეხსნა, როგორ იცავს სამყარო თავის თავს დაშლისგან, საკუთარი გრავიტაციის ზემოქმედებით, უკან, ისევ ერთ წერტილში თავმოყრისგან (ე.წ. დიდი შეკუმშვა). თუმცა, ამ იდეაზე თვითონვე თქვა უარი, როცა წინა საუკუნის ოციანი წლებიდან ასტრონომებმა აღმოაჩინეს, რომ სამყარო არ არის სტატიკური, ყველა მიმართულებით ფართოვდება, როგორც ჩვეულებრივი აფეთქების დროს ხდება.

 მოგვიანებით, გაირკვა, რომ ეს გაფართოება აჩქარებულია და კოსმოლოგიური მუდმივაც ისევ დაბრუნდა (ნობელის პრემია ბნელი ენერგიისგან). კვანტური მექანიკის მიხედვით, თვით ვაკუუმიც ვიბრირებს (ვაკუუმი: ორიგინალური და ყალბი). ფარდობითობის ზოგად თეორიაში ეს პატარა ფლუქტუაციები წარმოქმნის ენერგიას, რომელიც კოსმოლოგიური მუდმივას როლში შეიძლება გამოვიდეს. მიუხედავად ამისა, ყველაფრის გათვალისწინებით, ის გაცილებით ძლიერი უნდა იყოს, რომ სამყაროს განადგურება (ე.წ. დიდი გახლეჩა) მოახერხოს. კოსმოლოგიური მუდმივა არსებობს, მაგრამ რატომ არის ასეთი მოკრძალებული, ფიზიკოსებისთვის გამოცანას წარმოადგენს. სანამ კოსმოლოგიურ მუდმივას შემოიღებდნენ, ფიზიკოსები უბრალოდ ვარაუდობდნენ, რომ რაღაც ჯერ კიდევ უცნობ ეფექტს ნულამდე დაჰყავს ის.

DESI

 DESI-ის მაპოზიციონერებელი რობოტების ნაკრები, აღჭურვილი ოპტიკური კაბელებით. თითოეულ მათგანს ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად მოძრაობა შეუძლია, პროგრამით გათვალისწინებულ ასტრონომიულ ობიექტთა მიმდევრობის მიხედვით. მთლიანობაში, დაკვირვებებში 500 რობოტისგან შემდგარი 10 ასეთი მასივი ჩაერთო.

 “ბნელი ენერგიის სპექტროსკოპული ინსტრუმენტი” (DESI), კიტ პიკის ობსერვატორიაში, 4 მეტრიან ტელესკოპზე, სახელად Mayall-ზა დაყენებული. DESI-ის შიგნით 5000 ოპტიკური ბოჭკოს კაბელია, რომლებიც მინი ტელესკოპების როლში გამოდიან. ეს საშაულებას იძლევა ერთბაშად 5000 გალაქტიკის სინათლე იქნას მიღებული, მათსა და დედამიწას შორის მანძილის დაზუსტებით, რითაც გაირკვევა, რამდენად გაფართოვდა სამყარო, როცა ამ გალაქტიკათა სინათლე ჩვენს პლანეტამდე მოვიდა.

 იდეალურ პირობებში, DESI-ს შეუძლია გალაქტიკათა სინათლე 20 წუთის განმავლობაში მიიღოს. რაც უფრო შორს იყურება ის კოსმოსში, მით უფრო შორეულ წარსულს ხედავს. მას 10 მილიარდი სინათლის წლის მანძილზე მდებარე ობიექტების დანახვა შეუძლია, ანუ ისეთების, როგორც 10 მილიარდი წლის წინათ იყო. მსგავსი პროექტები ადრეც განხორციელდა, თუმცა DESI ცის გაცილებით დიდ ფართობს მოიცავს და სამყაროს აჩქარებით გაფართოებას სამჯერ მეტი ზუსტით გაზომავს. წინა კვლევებით შედგენილი სამყაროს რუკიდან DESI-ს სამიზნედ 35 მილიონი გალაქტიკა იქნება არჩეული.

რა შეიძლება გავიგოთ ბნელი ენერგიის შესახებ?

ითვლება, რომ ბნელი ენერგია არის ვაკუუმის წნევა (vacuum pressure), რომელიც სამყაროს სივრცე-დროის ქსოვილის ფლუქტუაციებით წარმოიქმნება, სუბატომურ დონეზე. გამოთვლებით დგინდება, რომ ვაკუუმის წნევას წარმოუდგენლად დიდი რიცხვითი მნიშვნელობა უნდა ჰქონდეს (ერთიანი 120 ნულით), იმ ძალასთან შედარებით, რომელიც ახლა ბნელი ენერგიის სახით სინამდვილეში დაიმზირება. არ არის გამორიცხული, რომ ვაკუუმის წნევა გაცილებით ძლიერი იყო ადრეული სამყაროს ეპოქაში და ახლა დამზერად დონემდე შემცირდა. თუ ეს არ დამტკიცდა და ვაკუუმის წნევა ისევ ისეთია, მაშინ საქმეში რამდენიმე სპეკულაციური თეორია ჩაერთვება:

თუ ჩვენი სამყარო ე.წ. მულტისამყაროს (მრავლობითი სამყაროები) ნაწილია, ეს წნევა სხვებისგან განსხვავებული შეიძლება იყოს და მატერია, მასთან ერთად სიცოცხლეც, მხოლოდ დაბალი ვაკუუმური წნევის პირობებში შეიძლება გაჩნდეს (კოპერნიკის პრინციპი; სამყარო: მრავლობითი თუ მრავალვარიანტიანი?).

გრავიტაციის ახლანდელი თეორია არასრულია. დანარჩენი სამი ფუნდამენტური ძალისგან განსხვავებით, გრავიტაციას არ გააჩნია განმზიდავი ძალა. DESI-ს ამ თეორიის შემოწმება შეუძლია, უპრეცედენტო დეტალურობით, რადგან შორეულ წარსულში  ჩაგვახედებს – ასტრონომები გაიგებენ, როგორ მოქმედებდა გრავიტაცია ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში, როცა თითოეულ ნაწილაკს აგროვებდა, პლანეტების, ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების ფორმირებისთვის (დიდი აფეთქება – მოწმის მონათხრობი).

ეს “ფილმი” კოსმოლოგებს, აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორიის შემოწმებაში დაეხმარება (ფარდობითობის ზოგადი თეორია – შავი ხვრელები და თხუნელას ორმოები). თუ ვერა, ბნელი ენერგიის კონცეფცია საჭირო აღარ იქნება. მის მაგივრად კი გრავიტაციის უფრო სრულფასოვანი თეორია უნდა შეიქმნას (კიდევ ბნელი ენერგიის შესახებ; როდის შეიქმნება ”ყველაფრის თეორია”?).