Kríza v kozmológii: Prečo sa naše chápanie vesmíru otriasa v základoch

Keď sa pozrieme na žiarivé hviezdne nebo, možno si predstavíme, že máme o vesmíre jasno. Moderná fyzika ale práve dostala nový rébus. Už nejaký čas vieme, že niečo nesedí s našou teóriou vesmíru na veľkých mierkach. Nová štúdia teraz naznačuje, že môže dôjsť k chybe v Einsteinových teóriách, alebo ešte hrozivejšie, v samotnom modeli, ktorý opisuje vesmír.

Kľúčové poznatky

• Tenzia v kozmológii: Dlhoročný model LambdaCDM, ktorý zahŕňa tmavú energiu a chladnú tmavú hmotu, sa ocitol pod paľbou. Ukázali sa nesúlady medzi predpovedanými a meranými hodnotami rýchlosti expanzie vesmíru a distribúcie hmoty.
• Hubbleova napätosť: Rozdielne merania Hubbleovej konštanty, ktorá vyjadruje rýchlosť expanzie vesmíru, ukazujú na nedostatky LambdaCDM modelu.
• Clivosť vesmíru: Ďalší problém spočíva v Sigma8, meradle pre rýchlosť zhlukovania hmoty. Znova sa objavujú nezrovnalosti medzi očakávaniami a meraniami.

Záhady vesmíru pod lupou

V minulosti bola kozmológia viac filozofiou, než exaktnou vedou. Dnes máme k dispozícii ohromné množstvo dát z rôznych zdrojov – od kozmického mikrovlnného pozadia po supernovy. Tieto dáta sú pod drobnohľadom, čo vedie k pravidelným objavom a prekvapeniam.

Gravitácia a Weylova potenciála

Nová štúdia sa zamerala na gravitačné šošovky a zhluky galaxií z experimentu Dark Energy Survey. Vedci extrahovali tzv. Weylovu potenciálu, ktorá spája deformáciu priestoru a času vplyvom gravitácie. Kľúčové je, že hlbšie potenciály by sa mali vytvárať časom, keď hmota začína viac zhlukovať. Štúdie však ukázali, že vesmíru sa nedostáva dostatok "zhlukovania".

Čo to vlastne znamená?

Závery naznačujú dve možnosti. Buď potrebujeme prehodnotiť LambdaCDM model, možno začleniť faktor menenia sa tmavej energie alebo prázdnych priestorov. Alebo, čo by bolo revolučné, je niečo chybné v samotnej všeobecnej relativite. Možno nás čaká objav novej teórie gravitácie, ktorá by Erläžírovala nezrovnalosti a odpovedala na staré vyzývavé otázky.

Záver

Hoci je fascinujúce uvažovať o možnosti, že Einstein nemal vo všetkom pravdu, treba si udržať zdravú skepsu a opatrne s oslavou prevratných objavov. Neistota v meraniach môže byť iba krôčikom k niečomu podstatnejšiemu. Možno v budúcnosti zachytíme signály, ktoré nám pomôžu vesmír lepšie pochopiť.

Dôležité odkazy

• Štúdia v časopise Nature

Tento článok ponúka len záblesk komplexnosti vesmíru, ktorý nás obklopuje. Tešme sa na budúce objavy, ktoré možno prepišú učebnice fyziky, tak ako ich poznáme.

Približne 136 gCO₂ bolo uvľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.68 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.