Zmena chápania kozmu sa nekoná
Otázka, ako raz skončí vesmír, patrí medzi najväčšie záhady modernej kozmológie. Vedci už desaťročia predpokladajú, že rozhodujúcu úlohu zohráva temná energia, záhadná forma energie, ktorá spôsobuje zrýchľovanie rozpínania vesmíru.
Práve táto predstava však minulý rok čelila nečakanej výzve zo strany juhokórejských vedcov. Nová analýza teraz tvrdí, že ich závery stáli na nesprávnych predpokladoch a doterajší obraz vesmíru zostáva naďalej platný, upozorňuje EurekAlert.
Výsledky publikované v odbornom časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society podporujú prevládajúci názor, podľa ktorého sa rozpínanie vesmíru stále zrýchľuje. Ak sa tento model potvrdí aj v budúcnosti, najpravdepodobnejším scenárom konca vesmíru zostáva takzvaný „Veľký mráz“ (Big Freeze).
V tomto scenári sa galaxie budú od seba vzďaľovať stále rýchlejšie, hviezdy postupne vyhoria a vo vesmíre zostane čoraz menej využiteľnej energie. Po extrémne dlhom čase sa kozmos premení na chladné a takmer úplne tmavé miesto bez významných zdrojov energie.
Korene aktuálnej vedeckej polemiky siahajú niekoľko rokov do minulosti. Tím vedený astrofyzikom Young-Wookom Leem z Yonsei University upozorňoval na možné systematické chyby pri využívaní supernov typu Ia.
Tieto explózie patria medzi najdôležitejšie nástroje modernej kozmológie. Astronómovia ich označujú ako „štandardné sviečky“, pretože dosahujú veľmi podobný maximálny jas. Práve porovnávaním ich skutočnej a pozorovanej svietivosti dokážu vedci určiť vzdialenosti galaxií a následne vypočítať rýchlosť rozpínania vesmíru.
Juhokórejský tím tvrdil, že vedci nedostatočne zohľadňujú vek hviezdnych populácií v galaxiách, kde supernovy vznikajú. Ak by mali pravdu, niektoré supernovy by mohli byť systematicky jasnejšie alebo slabšie, než sa predpokladá. Takáto chyba by následne ovplyvnila výpočty kozmických vzdialeností a mohla by viesť k nesprávnym záverom o zrýchľovaní expanzie vesmíru.
V novembri minulého roka publikovali rozsiahlejšiu štúdiu, v ktorej netvrdili, že temná energia neexistuje. Navrhli však, že jej účinky sa v priebehu kozmického času menia viac, než predpokladajú súčasné modely. Ich upravené výpočty sa navyše lepšie zhodovali s niektorými výsledkami projektu Dark Energy Spectroscopic Instrument, ktorý vytvára najpodrobnejšiu trojrozmernú mapu vesmíru v histórii.
Realita je stále otázna
Najnovšia práca vedená Philom Wisemanom z University of Southampton však dospela k opačnému záveru. Výskumníci tvrdia, že juhokórejský tím nesprávne odhadol vek niektorých hviezdnych populácií a zároveň dostatočne nezohľadnil hmotnosť hostiteľských galaxií.
Práve hmotnosť galaxie pritom predstavuje dôležitý parameter, ktorý zachytáva vplyv prostredia na vlastnosti supernov. Vedci navyše upozorňujú, že vek celej galaxie nemožno automaticky stotožňovať s vekom konkrétnej hviezdy, ktorá neskôr explodovala ako supernova typu Ia. Po zahrnutí všetkých chýbajúcich faktorov údajné systematické odchýlky prakticky zmizli. Nové prepočty ukázali, že dôkazy podporujúce zrýchlené rozpínanie vesmíru zostávajú veľmi silné a konzistentné.
Na výskume sa podieľal aj astrofyzik Adam Riess, ktorý v roku 2011 získal Nobelovu cenu za objav zrýchľujúcej sa expanzie vesmíru. Podľa neho zostávajú výsledky stabilné aj po započítaní rozdielnych galaktických prostredí a populácií hviezd. Debata však ani zďaleka nie je uzavretá. Leeho tím už pripravil odpoveď, ktorú zaslal na odborné posúdenie a zároveň zverejnil vo forme predtlače na platforme arXiv.
Juhokórejskí vedci tvrdia, že ich oponenti podceňujú význam vekových efektov pri supernovách. Zároveň argumentujú, že vek galaxie a vek hviezdy, ktorá explodovala, spolu súvisia oveľa tesnejšie, než naznačuje nová kritika. Takéto výmeny argumentov však patria k bežnej súčasti vedeckého procesu. Nové hypotézy musia prejsť dôkladným testovaním, nezávislými analýzami a opakovaným preverovaním dát. Práve vďaka podobným sporom sa vedecké poznanie postupne spresňuje.
Hoci aktuálna štúdia posilňuje dôveru v model zrýchľujúceho sa vesmíru, základný problém zostáva nevyriešený. Vedci stále nevedia, čo vlastne temná energia predstavuje. Podľa súčasných meraní tvorí približne 68 až 70 percent celkového energetického obsahu vesmíru. Napriek tomu ju nedokážeme priamo pozorovať ani vysvetliť pomocou známej fyziky. Jedna skupina teórií ju opisuje ako kozmologickú konštantu, nemennú vlastnosť samotného priestoru. Iné modely predpokladajú, že jej sila sa môže v priebehu miliárd rokov meniť.
Práve odpoveď na túto otázku rozhodne o tom, aký osud čaká vesmír v extrémne vzdialenej budúcnosti. Ak temná energia zostane konštantná, najpravdepodobnejší zostáva scenár Veľkého mrazu. Ak by sa však jej vlastnosti časom menili, mohli by prísť do úvahy aj dramatickejšie alternatívy vrátane Veľkého roztrhnutia (Big Rip), pri ktorom by rozpínanie nakoniec roztrhalo galaxie, hviezdy, planéty a v krajnom prípade dokonca samotné atómy.
