Czy wszechświat może zacząć się kurczyć? Możliwe, jeżeli ciemna materia to w rzeczywistości kwintesencja

Najnowsze wyniki badań kosmologicznych wskazują, że za rozszerzanie wszechświata może odpowiadać bardzo egzotyczna substancja wypełniająca wszechświat. Może, ale nie musi. Dane, choć ciekawe, wciąż wymagają dodatkowych badań i potwierdzenia.

Wszechświat się rozszerza. Co więcej, tempo rozszerzania się wszechświata bezustannie rośnie. Astronomowie wiedzą o tym między innymi dzięki tzw. świecom standardowym. Są to obiekty, które zawsze świecą z tą samą jasnością. Dzięki temu, w zależności od tego, jak jasne są z Ziemi, można ustalić ich odległość od nas.

Aktualnie przyjęty model zakłada, że za wzrost tempa ekspansji wszechświata odpowiada tzw. ciemna energia, o której, póki co zbyt wiele nie wiemy. Według kosmologów ciemna energia jest po prostu cechą przestrzeni kosmicznej, przez co w każdym miejscu we wszechświecie jest jej tyle samo.

Część astronomów jednak uważa, że ciemna energia to coś dużo bardziej namacalnego. To tak zwana kwintesencja. Jest to ośrodek, który charakteryzuje się własnymi fluktuacjami, a więc posiada cechy zarówno materii, jak i stałej kosmologicznej.

Jeżeli faktycznie tak jest, to można dojść do ciekawego wniosku. Wraz z rozszerzaniem się wszechświata spada gęstość materii we wszechświecie. Jeżeli kwintesencja też ma określoną gęstość, to i ona będzie spadała wraz z rozszerzaniem się wszechświata.

Już w 1998 r. badacze podejrzewali, że istnienie kwintesencji powinno dać się wykryć w mikrofalowym promieniowaniu tła (CMB). Owo promieniowanie będące pozostałością po Wielkim Wybuchu powinno ulegać charakterystycznej polaryzacji pod wpływem oddziaływania kwintesencji.

Powyższą teorię postanowiło teraz sprawdzić dwóch naukowców z Japonii i Niemiec. Według opublikowano niedawno artykułu naukowego, badaczom prawdopodobnie udało się odkryć charakterystyczną polaryzację CMB w danych z europejskiej sondy Planck, która do 2013 r. tworzyła mapy mikrofalowego promieniowania tła. Warto tutaj jednak zaznaczyć, że wszystkie inne zespoły, które próbowały je odkryć, w tym takie, które także analizowały dane z Plancka, nie dostrzegły śladów kwintesencji. Jeżeli taki sygnał faktycznie jest w danych, to jego jednoznaczne odkrycie utrudnia szum w danych. Na swój sposób sytuacja ta przypomina odkrycie niewielkich ilości fosforowodoru w atmosferze Wenus.

Naukowcy bardzo ostrożnie podchodzą do wyników swoich badań. Poziom istotności sygnału jest niski i całkiem możliwe, że przy dokładniejszej analizie okaże się, że polaryzacji promieniowania tła faktycznie nie ma. Dlatego też, zanim wystrzelą korki od szampana, naukowcy chcą dokładnie przeanalizować wszystkie kroki prowadzące do odkrycia.

Co by było, gdyby faktycznie okazało się, że ciemna energia to kwintesencja? Cóż, skoro jej gęstość by spadała wraz z rozszerzaniem wszechświata, to i jej wpływ na to rozszerzanie by malał, aż w końcu w pewnym momencie całkowicie by zanikł. Może się okazać, że w tym momencie wszechświat zacząłby się kurczyć, aby z czasem powrócić do tego stanu, w którym zaczęła się jego historia 13,8 mld lat temu.

Z pewnością z takiego odkrycia uradowaliby się naukowcy zajmujący się fizyką cząstek. Obecny model standardowy nie obejmuje cząstek elementarnych pasujących do kwintesencji, a dla naukowca nie ma nic lepszego niż dowiedzieć się, że trzeba wrócić do deski kreślarskiej i zacząć wszystko od początku.