Per decenni gli scienziati si sono interrogati sul fatto che il nostro universo si stia espandendo. Da un punto di vista logico, la gravità dovrebbe attrarre le galassie l'una all'altra, ma le osservazioni degli anni '90 hanno mostrato che l'Universo non si sta solo espandendo, ma si sta espandendo con una tendenza in accelerazione, e la cosiddetta energia oscura è la colpa.
L'energia oscura (da non confondere con la materia oscura) è una forza ipotetica che rappresenta fino al 68,3% di tutta l'energia nell'universo osservabile. E gli scienziati ritengono che questa energia allontani le galassie l'una dall'altra. Tuttavia, nonostante le numerose prove indirette della sua esistenza, nessuno è stato ancora in grado di determinare direttamente la presenza di energia oscura, o almeno di spiegare adeguatamente da dove provenga.
Tuttavia, secondo la nuova ipotesi, la risposta a questa domanda era letteralmente davanti ai nostri nasi. Secondo questa ipotesi, l'energia oscura è assolutamente comune se vista dal punto di vista di una delle leggi fondamentali dell'universo, di cui spesso ci dimentichiamo quando consideriamo questo problema. Questa legge fondamentale è la legge di conservazione dell'energia. Parlano di lui al liceo. In parole semplici, dice quanto segue: l'energia non può essere semplicemente creata o distrutta, non può semplicemente scomparire. L'unica cosa che può fare è fluire da uno stato all'altro o spostarsi da un corpo all'altro. La maggior parte della nostra fisica fondamentale si basa su questa legge.
Un nuovo studio condotto da un team di fisici di diverse istituzioni suggerisce che se anche una sottile perdita di energia si fosse verificata durante i primi giorni dell'universo, ciò potrebbe spiegare la natura dell'energia oscura di cui parlano molti scienziati oggi. Gli autori dello studio aggiungono che è possibile che questa fuga di notizie, sebbene abbia violato una legge fondamentale, l'ha violata così poco che alla fine nessuno se ne sarebbe accorto.
L'ipotesi è abbastanza azzardata, va notato. Ma qui è interessante capire cosa abbia portato esattamente i ricercatori a una simile ipotesi. Per capire la questione dell'energia oscura e cercare di spiegarla, è necessario tornare indietro al 1917, anno in cui Einstein cercò di capire perché l'universo è statico e non tende a ridursi o espandersi. A quel tempo, questa teoria era molto popolare.
Per spiegare l'assenza di un legame gravitazionale, Einstein ha suggerito che ci deve essere qualcosa nell'universo che potrebbe creare resistenza alla gravità su scala universale. È così che è apparsa la costante cosmologica. Tuttavia, abbandonò questa idea nel 1929 quando l'astronomo Edwin Hubble vide per la prima volta i segni di un universo in espansione, che notò nei suoi calcoli. All'inizio degli anni '90 del secolo scorso, gli scienziati hanno dimostrato che l'Universo si sta espandendo con l'accelerazione e la costante di Einstein è diventata di nuovo rilevante. Gli astrofisici sono giunti a credere che questa costante, di cui Einstein parlò nelle sue opere diversi decenni fa, in effetti, sia sempre stata quella che oggi chiamiamo energia oscura.
Allora cos'è questa energia oscura? In senso generale, è considerata come una costante cosmologica, densità di energia immutabile che sorge e riempie uniformemente lo spazio dell'Universo. Sappiamo dalla meccanica quantistica che, in effetti, lo spazio vuoto non è mai vuoto: è pieno di particelle quantistiche e dell'energia che appare sotto l'influenza dell'apparizione e della scomparsa di queste particelle. E alcune di queste particelle possono avere un potere repulsivo, quella stessa energia oscura.
Forse il punto più controverso è che la quantità prevista di energia oscura emergente nel quadro di questo processo dovrebbe essere maggiore dell'indicatore attualmente proposto tenendo conto dell'osservazione dell'espansione dell'Universo - fino a 120 ordini di grandezza in più, per essere più precisi. Ciò potrebbe indicare che misuriamo questo volume in modo errato o non comprendiamo affatto da dove proviene esattamente l'energia oscura.
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Una nuova ricerca suggerisce che quest'ultimo sia lo scenario più probabile e in questa occasione viene avanzata una nuova ipotesi. E se, all'inizio della sua comparsa, l'universo sperimentasse una perdita di energia e questa perdita stabilisse il ritmo per l'emergere dell'energia oscura?
"Nel nostro modello, l'energia oscura è rappresentata da qualcosa che può indicare la quantità di energia e quantità di moto che è stata persa nell'intera storia dell'universo", dice uno dei ricercatori, Alejandro Perez.
Al centro di questa nuova ipotesi c'è un modello alternativo di relatività generale, a cui Einstein arrivò negli anni '10. Si chiama modello gravitazionale unimodulare. Secondo lei, l'energia non deve essere affatto conservata. Allo stesso tempo, i ricercatori affermano che quando si applica il modello della gravità unimodulare nei calcoli, il valore della costante cosmologica è idealmente correlato a quelle osservazioni secondo le quali il nostro Universo si sta espandendo con l'accelerazione.
È anche importante notare che questo modello non contraddice necessariamente fortemente la nostra attuale comprensione dell'universo. Sebbene la scomparsa dell'energia nell'Universo primordiale influenzerà il cambiamento nei valori dei volumi di energia oscura, non influenzerà nient'altro, o almeno non sarà evidente nei nostri esperimenti moderni.
"L'energia della sostanza che compone la materia può essere trasferita al campo gravitazionale e questa 'perdita di energia' agirà come una costante cosmologica - non si diluirà in seguito con l'espansione dell'universo", afferma Thibault Josse, un altro membro del team di ricerca.
"Con questo in mente, la perdita o la creazione di energia nel lontano passato potrebbe avere gravi conseguenze oggi e a un livello completamente diverso e su scala più ampia."
Qui, però, sorge la domanda: se la scomparsa dell'energia non ha alcun effetto sull'Universo, oltre a cambiare il valore dell'energia più oscura stessa, allora come si può verificare la correttezza o l'inesattezza di questa ipotesi? Questo è il problema principale.
“La nostra proposta è molto generale e qualsiasi cambiamento nella legge di conservazione dell'energia probabilmente contribuirà all'efficienza della costante cosmologica. Ad esempio, potrebbe imporre nuovi vincoli ai modelli fenomenologici al di fuori della meccanica quantistica , afferma Josse.
D'altra parte, l'evidenza diretta che l'energia oscura è alimentata da energia ordinaria che cambia il suo stato sembra oltre la realtà, poiché abbiamo già il valore del termine lambda (è anche una costante cosmologica), e, inoltre, siamo limitati solo l'ultima volta della sua evoluzione (energia oscura)”.
In generale, questa ipotesi sembra essere quella che è finora, un'ipotesi che non è stata ancora verificata. Tuttavia, i fisici affermano di voler indagare in modo più dettagliato per le probabilità in futuro.
“Non si tratta di certezza. Ma questa nuova idea sembra essere almeno interessante e quindi merita attenzione , dice Lee Smolin, un fisico teorico presso il Canadian Institute for Theoretical Physics di Waterloo, che non è stato coinvolto nello studio.
NIKOLAY KHIZHNYAK
