Największa mapa Wszechświata gotowa. Właśnie zaczyna się trzęsienie ziemi w świecie fizyki
Instrument DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) oficjalnie zakończył swój pierwszy, zaplanowany na pięć lat cykl pomiarowy.
W tym czasie skatalogował 47 milionów galaktyk i 20 milionów gwiazd, obejmując 11 miliardów lat historii kosmosu i tworząc największą w dziejach trójwymiarową mapę Wszechświata. Choć sam proces głównego skanowania nieba dobiegł końca, dla astrofizyków prawdziwa praca i wielkie pytania dopiero się zaczynają.
Koniec misji obserwacyjnej w astronomii rzadko oznacza koniec projektu. Jak tłumaczy prof. Will Percival, jeden z szefów projektu DESI: „Kiedy dysponujesz takim przeglądem galaktyk, stoisz przed prawdziwą kopalnią złota. W rozmieszczeniu tych obiektów zakodowana jest potężna ilość fizyki”. Przetwarzanie i naukowa analiza zebranych danych potrwa od kilku miesięcy do nawet kilku lat, a stawka jest gigantyczna – chodzi o odpowiedź na pytanie, jak ewoluuje Wszechświat i jak może wyglądać jego koniec.
Problem ze stałą Einsteina
Współczesna kosmologia opiera się na tzw. stałej kosmologicznej (lambda), wprowadzonej jeszcze przez Alberta Einsteina. To ona matematycznie opisuje ciemną energię – tajemniczą siłę, która odpowiada za to, że Wszechświat rozszerza się coraz szybciej. Standardowy model zakłada, że gęstość tej energii jest absolutnie stała i niezmienna w czasie.
Problem w tym, że dane z instrumentu DESI zdają się temu przeczyć. Już analiza wyników z pierwszych trzech lat działania teleskopu zasugerowała, że ciemna energia może wcale nie być stała, lecz ewoluować i zmieniać się w czasie. „Gdyby to się ostatecznie potwierdziło, mówimy o potężnym odkryciu, które wywróciłoby do góry nogami standardowy model kosmologii” – zauważa astrofizyk Kev Abazajian z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine.
Dla fizyków teoretycznych to sytuacja niezwykle problematyczna. Wbudowanie lambdy w stuletni gmach teoretycznej fizyki było tak trudne, że dziś nikt nie wie, jak i gdzie zacząć go przebudowywać w przypadku udowodnienia błędu. Naukowcy mówią wprost o swego rodzaju przeciąganiu liny między rzeczywistym zachowaniem Wszechświata a ugruntowanymi od dekad prawami fizyki.
Co dalej?
Aby ostatecznie potwierdzić anomalię ciemnej energii, badacze muszą mieć absolutną pewność co do marginesu błędu w swoich pomiarach. Obecnie trwa przygotowywanie finalnej, „czystej” paczki danych z pełnych pięciu lat działania DESI (proces ten zajmie jeszcze od dwóch do czterech miesięcy). Równolegle przygotowywane są kolejne publikacje naukowe oparte na dotychczasowych informacjach.
Jednocześnie fizycy z niecierpliwością czekają na wyniki z innego, niezależnego źródła – europejskiego teleskopu kosmicznego Euclid, którego pierwsze, ogromne zbiory danych mają zostać opublikowane w październiku tego roku. Jeśli oba, tak różniące się od siebie systemy obserwacyjne, wykażą dokładnie takie same, ewolucyjne cechy ciemnej energii, świat nauki czeka wkrótce potężne trzęsienie ziemi i konieczność napisania podręczników na nowo.
