Merenung Kegelapan
Perluasan alam semesta kita semakin pantas. Fenomena aneh ini disebut tenaga gelap, dan pertama kali dilihat dalam tinjauan letupan supernova yang jauh kira-kira dua puluh tahun yang lalu. Sejak itu, banyak bukti yang bebas telah membuat kesimpulan yang sama: alam semesta semakin gemuk dan gemuk lebih cepat dan cepat.
Namun, apa yang menyebabkannya? Apa adalah tenaga gelap? Pelbagai idea berlimpah untuk kemungkinan penyebab. Mungkin ini adalah khayalan, dan pemahaman kita tentang graviti adalah salah pada skala besar ini. Mungkin medan yang agak misterius meresap sepanjang masa, yang mendorong peningkatan jarak antara galaksi di seluruh alam semesta.
Sejauh ini penjelasan paling mudah adalah bahawa tenaga gelap hanyalah di sana. Pemalar sederhana yang muncul dalam persamaan Relativiti Umum, yang merupakan kerangka asas bagaimana kita memahami perkara-perkara kosmologi. Ia tidak mempunyai penjelasan dan tidak ada sebab. Seperti pemalar semula jadi yang lain, ini hanyalah sebahagian daripada realiti asas.
Walaupun penjelasan ini tidak sepenuhnya memuaskan, ia menjelaskan semua data yang ada setakat ini.
Mengetuk Tenaga Quasar
Dan data adalah seperti ini: nampaknya kekuatan tenaga gelap tetap sama sepanjang masa kosmik. Itu ada, sekarang, tidak berubah dari segi masa dan ruang.
Mungkin.
Salah satu cabaran terbesar dalam mengkaji sifat tenaga gelap ialah kita tidak mempunyai gambaran lengkap mengenai sejarah pengembangan alam semesta. Sebaliknya, kita mempunyai jumlah yang sama dengan “bookends” kosmologi - kita dapat mempelajari pengembangannya pada masa-masa yang baru-baru ini menggunakan supernova Type 1a, dan kita mengetahui keadaan alam semesta dengan tepat ketika berusia 380,000 tahun melalui latar belakang gelombang mikro kosmik.
Kami tidak mempunyai gambaran yang sangat jelas tentang apa yang ada di antara alam semesta ini, tetapi baru-baru ini sepasang penyelidik berusaha mengubahnya dengan memeriksa cahaya dari kuarsar yang jauh. Quasars ini adalah objek terang yang luar biasa, yang dikuasakan oleh pemampatan graviti bahan kerana memerah dirinya untuk masuk ke dalam lubang hitam raksasa. Quasar sejauh ini merupakan enjin paling kuat di alam semesta, menjadikannya calon yang sangat baik untuk melihat sejarah kosmik di antara buku-buku.
Walau bagaimanapun, cabaran utamanya ialah anda tidak pasti sejauh mana kuasar itu berada. Sekiranya yang satu lebih terang daripada yang lain, adakah yang pertama lebih dekat ... atau hanya lebih terang? Tanpa cara untuk menguraikannya, anda tidak dapat memperoleh jarak yang tegas, yang bermaksud anda tidak dapat mengukur pengembangan alam semesta sejak zaman quasar memancarkan cahaya.
Walau bagaimanapun, para penyelidik menggunakan trik baru dengan membandingkan dua jenis cahaya yang dipancarkan oleh quasar. Jenis pertama adalah ultraviolet yang dipancarkan dari bahan yang jatuh sendiri. Yang kedua adalah sinar-X yang lebih keras yang dihasilkan dari sinaran ultraviolet yang ditingkatkan menjadi tenaga yang lebih tinggi daripada gas sekitarnya. Dengan membandingkan kedua-dua sumber pelepasan ini, para penyelidik dapat menyatakan kecerahan sebenar setiap quasar dan dengan itu mengetahui jaraknya.
Big Rip, Big Deal
Dan para penyelidik mendapati bahawa, berdasarkan hasil awal mereka, tenaga gelap lebih lemah pada masa lalu. Itu bermaksud tidak tetap - ia terus berubah dan berubah, dan bertambah kuat seiring dengan berjalannya waktu. Sekiranya keputusan ini berterusan (dan itu besar sekiranya) maka penjelasan termudah kita tentang tenaga gelap harus dilemparkan ke luar untuk memilih sesuatu yang lebih rumit. Yang sebenarnya adalah perkara yang baik - tenaga gelap yang berubah dapat memberi kita petunjuk yang kita perlukan untuk meneroka bidang fizik baru.
Tetapi hasil ini juga menggambarkan gambaran masa depan alam semesta yang lebih suram. Sekiranya tenaga gelap kekal, bintang akan terus bersinar selama puluhan trilion tahun kerana galaksi perlahan-lahan menjauh antara satu sama lain. Tetapi jika tenaga gelap bertambah kuat seiring berjalannya waktu, maka daya tolakannya menjadi luar biasa, bukan sahaja menghancurkan galaksi tetapi juga menghancurkan galaksi itu sendiri.
Dan sistem suria.
Dan planet.
Dan molekul.
Berapa lama masa untuk senario “big rip” ini dimainkan? Itu bergantung pada seberapa cepat tenaga gelap meningkat, tetapi hanya dalam beberapa miliar tahun. Yang, secara kosmologi, tidak lama.
Baca lebih lanjut: "Kekangan kosmologi dari gambarajah Hubble quasar pada pergeseran merah tinggi"
