Cosmologi e fisici dell'Istituto di fisica teorica dell'Accademia delle scienze russa hanno suggerito che le discrepanze nel tasso di espansione dell'Universo, calcolate dalle esplosioni di supernova e dall '"eco" del Big Bang, possono essere spiegate dal fatto che l'energia oscura è instabile e si trasforma gradualmente in materia oscura, secondo un articolo pubblicato sulla rivista MNRAS.
“Se Einstein ha ragione al 100%, l'energia oscura è immutabile ed eterna. Ma cosa succede se ha solo, diciamo, il 99,99% di ragione? C'è così tanta energia oscura in natura che se anche una minuscola frazione di essa nei 14 miliardi di anni trascorsi dal Big Bang, si disintegrasse in particelle elementari conosciute, inclusi i fotoni, sarebbe una nuova colossale fonte di energia utile per l'umanità - dice Alexei Starobinsky dell'ITF RAS, le cui parole sono citate dal servizio stampa dell'istituto.
Dark Deeds of the Universe
Già nel 1929, il famoso astronomo Edwin Hubble dimostrò che il nostro Universo non si ferma, ma si espande gradualmente, osservando il movimento delle galassie lontane da noi. Alla fine del XX secolo, gli astrofisici hanno scoperto, osservando le supernove di tipo I, che si espandono non a velocità costante, ma con accelerazione. La ragione di ciò, come credono oggi gli scienziati, è "energia oscura" - una sostanza misteriosa che agisce sulla materia come una sorta di "antigravità".
Nel giugno 2016, il premio Nobel Adam Reiss ei suoi colleghi che hanno scoperto il fenomeno hanno calcolato il tasso esatto di espansione dell'universo oggi utilizzando stelle Cefeidi variabili nelle galassie vicine, la cui distanza può essere calcolata con altissima precisione.
Questo perfezionamento ha dato un risultato estremamente inaspettato: si è scoperto che due galassie, separate da una distanza di circa 3 milioni di anni luce, si disperdono a una velocità di circa 73 chilometri al secondo. Una tale cifra è notevolmente superiore ai dati ottenuti con i telescopi orbitali WMAP e Planck: 69 chilometri al secondo, e non può essere spiegata usando le nostre idee sulla natura dell'energia oscura e sul meccanismo della nascita dell'Universo.
Queste discrepanze hanno indotto gli scienziati, incluso l'accademico Starobinsky, a pensare a due possibili modi per spiegare questa anomalia. Da un lato, è del tutto possibile che le misurazioni di Planck o Riesz e dei suoi colleghi siano errate o incomplete. D'altra parte, è del tutto ammissibile che le proprietà della materia oscura o dell'energia oscura siano notevolmente cambiate durante la vita dell'Universo, il che potrebbe cambiare la velocità della sua espansione.
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La variante più semplice e logica di tali cambiamenti, come suggerito da Starobinsky e dai suoi colleghi, è la natura instabile dell'energia oscura o della materia oscura. Idee simili, come osserva l'accademico, erano già state presentate dagli scienziati sovietici a metà degli anni Trenta, ma poi presumevano che le sostanze "oscure" dovessero decadere in forme visibili di materia.
La fine dell'eternità cosmologica
Ora i cosmologi russi credono che il decadimento delle loro particelle porti alla formazione di nuove componenti "oscure" dell'Universo. In questo caso, il loro decadimento non è influenzato dalle condizioni esterne, incluso l'attuale tasso di espansione dell'universo, la sua età e altre caratteristiche, ma solo le proprietà interne della materia oscura e dell'energia, a seguito delle quali il tasso di espansione dell'Universo e le sue altre proprietà, a seconda del rapporto delle loro quote nell'universo cambierà senza problemi.
Tali decadimenti, come spiega il fisico, possono avvenire in tre modi - come risultato di un processo simile alla distruzione dei nuclei di elementi instabili "ordinari", la trasformazione diretta dell'energia oscura in materia oscura e la conversione dell'energia oscura in "radiazione oscura" - un flusso di particelle luminose e peculiari " fotoni oscuri che non interagiscono con la materia visibile.
“L'analisi ha mostrato che il secondo modello migliore degli altri permette di spiegare sia i parametri cosmologici esistenti dell'Universo osservato sia la sua evoluzione nel passato. Ne consegue che l'emivita dell'energia oscura attraverso questo canale non è inferiore a 17 volte l'età dell'Universo. In altre parole, se si verifica il decadimento dell'energia oscura in materia oscura, allora avviene molto lentamente , continua Starobinsky.
Un tale scenario, come osserva lo scienziato, descrive bene le discrepanze nei tassi di espansione dell'Universo che sono state scoperte da Riess e dal suo team, e dati simili ottenuti nell'ambito del progetto BOSS finalizzato alla ricerca di tracce del Big Bang nella distribuzione delle galassie in tutto l'Universo.
Se questi dati saranno confermati nel prossimo futuro, allora possono essere considerati una conferma del modello di Starobinsky e colleghi e la prima prova che la materia oscura non è costante e stabile, come postulato dal modello cosmologico standard.
