Pięć lat temu Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki została przyznana trzem astronomom za ich odkrycie pod koniec lat 90. Odkryli, że wszechświat rozszerza się coraz szybciej. Wnioski naukowców oparto na analizach supernowych typu Ia - spektakularnych eksplozji termojądrowych umierających gwiazd - które były obserwowane przez Teleskop Kosmiczny Hubble'a i teleskopy naziemne. Wszystko to doprowadziło do powszechnej akceptacji idei, że wszechświat jest wypełniony tajemniczą substancją, ciemną energią, która przyspiesza ekspansję.
A teraz grupa naukowców kierowana przez profesora Subira Sarkana z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Oksfordzkiego wyraziła wątpliwości co do tej standardowej koncepcji kosmologicznej. Korzystając z ogromnie rozszerzonego zbioru danych - katalogu 740 supernowych typu Ia, które są ponad 10 razy większe od oryginalnej próbki - naukowcy odkryli, że dane dotyczące ekspansji mogą być mniej dokładne niż wcześniej sądzono. Dane odpowiadają stałej szybkości rozszerzania.
Badanie zostało opublikowane w Scientific Reports w czasopiśmie Nature.
Profesor Sarkar, który pracuje także w Instytucie Nielsa Bohra w Kopenhadze, powiedział: „Odkrycie przyspieszającej ekspansji wszechświata przyniosło Nagrodę Nobla, Nagrodę Grubera i Przełomową Nagrodę w dziedzinie fizyki fundamentalnej. Doprowadziło to do powszechnego przyjęcia idei, że wszechświat jest zdominowany przez „ciemną energię”, która zachowuje się jak stała kosmologiczna - a teraz jest to „standardowy model” kosmologii.
Jednak obecnie istnieje znacznie większa baza danych supernowych, na podstawie której można przeprowadzić rygorystyczne i szczegółowe analizy statystyczne. Przeanalizowaliśmy najnowszy katalog supernowych 740 typu Ia - dziesięć razy więcej niż oryginalna próbka - i stwierdziliśmy, że dowód przyspieszającej ekspansji jest w najlepszym przypadku, jak mówią fizycy, „3 sigma”. Jest to dalekie od 5 sigma wymaganych przez normę, aby odkrycie miało fundamentalne znaczenie.
Podobnym przykładem w tym kontekście byłoby niedawne założenie o istnieniu nowej cząstki 750 GeV na podstawie danych z Wielkiego Zderzacza Hadronów w CERN. Pierwotnie miał on duże znaczenie - 3,9 i 3,4 sigma w grudniu ubiegłego roku - i napisano ponad 500 prac teoretycznych. Ale w sierpniu ogłoszono, że nowe dane pokazały, że znaczenie spadło do mniej niż 1 sigma. Wszystko okazało się fluktuacją statystyczną i nie ma cząstki”.
Istnieją inne dane, które powinny wspierać ideę przyspieszającej ekspansji Wszechświata, na przykład informacje o kosmicznym mikrofalowym tle - słabej poświacie Wielkiego Wybuchu - uzyskanej przez satelitę Plancka. Jednak profesor Sarkar twierdzi, że „wszystkie te testy są pośrednie, przeprowadzane w ramach założonego modelu, a ciemna energia nie wpływa bezpośrednio na KMPT. W rzeczywistości może występować słaby efekt Sachsa-Wolfe'a, ale nie ma jeszcze wyraźnego potwierdzenia tego.
„Możliwe, że zostaliśmy wprowadzeni w błąd, a pozorna manifestacja ciemnej energii jest konsekwencją analizy danych w ramach uproszczonego modelu teoretycznego - co uznano za fakt w latach trzydziestych XX wieku, na długo przed pojawieniem się normalnych danych. Bardziej złożone ramy teoretyczne, biorąc pod uwagę, że wszechświat nie jest całkowicie jednorodny i że jego zawartość materialna może nie zachowywać się jak gaz doskonały - dwa kluczowe założenia standardowej kosmologii - może wyjaśnić wszystkie obserwacje bez konieczności uwzględniania ciemnej energii. A jeśli chodzi o energię próżni, absolutnie nie rozumiemy jej w teorii fundamentalnej.
Film promocyjny:
„Oczywiście trzeba będzie wykonać wiele pracy, aby przekonać społeczność fizyków o tym, ale nasza praca musi wykazać, że kluczowy filar standardowego modelu kosmologicznego jest bardzo kruchy. Miejmy nadzieję, że zachęci nas to do lepszej analizy danych kosmologicznych, a także do opracowania innych modeli kosmologicznych”.
ILYA KHEL
