Αποδείξεις για την ύπαρξη της σκοτεινής ενέργειας

1. ΕΚΡΗΞΕΙΣ ΣΟΥΠΕΡΝΟΒΩΝ
Σε έναν σύμπαν που επεκτείνεται, οι γαλαξίες κινούνται μακριά ο ένας από τον άλλο με μια ταχύτητα που εξαρτάται από την μεταξύ τους απόσταση. Οι σουπερνόβες προσφέρουν έναν τρόπο για να μετρήσουμε αυτό το φαινόμενο: Η μετατόπιση προς το ερυθρό των φασμάτων τους αποκαλύπτει την ταχύτητα που έχουν οι γαλαξίες μέσα στους οποίους βρίσκονται, και η φωτεινότητά τους αποκαλύπτει την απόσταση.

dark_energy_became_playerΗ σκοτεινή ενέργεια γίνεται σημαντική: Όλες αυτές οι παρατηρήσεις μπορούν να αφορούν ένα απλό γεγονός: ότι καθώς το σύμπαν επεκτάθηκε, η ύλη διασκορπίστηκε σε πολύ περισσότερο χώρο, και μόλις η πυκνότητά της πλησίασε αυτή της σκοτεινής ενέργειας (η πυκνότητα της οποίας είναι σταθερή στο πιο απλό μοντέλο), ο ρυθμός διαστολής άρχισε να μεταπηδά από την επιβράδυνση στην επιτάχυνση. Οι γαλαξίες απομακρύνονται γρηγορότερα και έγινε λιγότερο πιθανό να συγκρουστούν ή να απορροφήσουν αέριο σαν καύσιμο για το σχηματισμό νέων άστρων.

Αποδεικνύεται πως οι γαλαξίες δισεκατομμύρια έτη πριν κινούνταν πιο αργά, από ότι ο σημερινός ρυθμός επέκτασης θα υπονοούσε. Ο ρυθμός διαστολής πρέπει να έχει αυξηθεί από την εποχή που παρατηρούμε τους υπερκαινοφανείς μέχρι σήμερα  – Κι αυτή είναι η σφραγίδα της σκοτεινής ενέργειας.

2. ΚΟΣΜΙΚΗ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΥΠΟΒΑΘΡΟΥ

cmb

Εικόνες της ακτινοβολίας υποβάθρου περιέχουν σημεία των οποίων το προφανές μέγεθος αντανακλά τη γενική γεωμετρία του χώρου και επομένως την πυκνότητα του Κόσμου. Αυτή η ποσότητα ξεπερνά το ποσό της ύλης (και την συνηθισμένη και την εξωτική σκοτεινή ύλη), έτσι η διαφορά πρέπει να οφείλεται σε ένα κρυφό συστατικό, όπως η σκοτεινή ενέργεια. Επιπλέον, η ακτινοβολία υποβάθρου έχει ελαφρώς αναθεωρηθεί από τα πεδία βαρύτητας των κοσμικών δομών. Το ποσό της αναθεώρησης εξαρτάται από τον τρόπο με τον οποίο έχει αλλάξει ο ρυθμός διαστολής κατά τη διάρκεια του χρόνου και ταιριάζει με το ρόλο της σκοτεινής ενέργειας.

3. ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΓΑΛΑΞΙΩΝ

Οι γαλαξίες δεν διασκορπίζονται τυχαία μέσα στον ουρανό. Αντίθετα τακτοποιούνται με μοτίβα, ένα από τα οποία μοιάζει με τα σημεία στο υπόβαθρο μικροκυμάτων. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μετρήσουμε τη συνολική μάζα του Κόσμου και επιβεβαιώνει την ανάγκη για τη σκοτεινή ενέργεια.

4. ΒΑΡΥΤΙΚΟΣ ΕΣΤΙΑΣΜΟΣ

Μια συμπαγής μάζα μπορεί να χρησιμεύσει ως ένας φακός. Το φως κάμπτεται από τη βαρύτητα. Ένας τέτοιος φακός μπορεί να παραγάγει πολλαπλάσιες εικόνες του πρωτότυπου, όπως ένας καθρέφτης σε ένα τσίρκο, εάν το φως προέρχεται από μια πηγή που είναι ακριβώς πίσω από αυτό το αντικείμενο (φακό), μια ευθυγράμμιση που γίνεται περισσότερο πιθανό όσο μεγαλύτερος είναι ο Κόσμος, κάτι που εξαρτάται στη συνέχεια από την ποσότητα της σκοτεινής ενέργειας. Ένας πιο ασθενής φακός μπορεί ακόμα να κάμψει το φως με μια μικρή γωνία, που εξαρτάται από τη μάζα του. Μελέτες αυτής της διαδικασίας μας έχουν αποκαλύψει με ποιο τρόπο μεγάλες εκτάσεις από ύλη έχουν αυξηθεί κατά τη διάρκεια του χρόνου, και έχουν βρει τη σφραγίδα από τη σκοτεινή ενέργεια.

5. ΣΜΗΝΗ ΓΑΛΑΞΙΩΝ

Οι παρατηρήσεις με ακτίνες X επισημαίνουν την εξέλιξη της μάζας των σμηνών των γαλαξιών. Και είναι αναγκαία η παρουσία της σκοτεινής ενέργειας για να εξηγήσει πότε και πώς διαμορφώθηκαν.

Advertisements