Αυξομειώνεται η ταχύτητα διαστολής του σύμπαντος; Is the universe ringing like a crystal glass?

The standard view of the expanding universe. Figure 1 is a NASA diagram representing the events of the Big Bang from the beginning of time to the present day as described by the current, accepted model known as “λCDM” or Lambda Cold Dark Matter, where the Greek Lambda stands for Einstein’s “cosmological constant”. This cosmological constant is responsible for the acceleration of the universe. The outline of the “bell-shaped” universe represents its expanding size. The transition time is the point in time at which the bell shape shifts from going inward to outward from left to right.

Μια διαφορετική «ιστορία» είχε το σύμπαν στα 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια της ζωής του, από αυτήν που περιγράφει η επικρατούσα θεωρία, υποστηρίζουν οι φυσικοί Λόρενς Μιντ και Χάρι Ρίνγκερμαχερ από το πανεπιστήμιο του Νότιου Μισισίπι.

Σύμφωνα με το μοντέλο που αποδέχονται οι περισσότεροι επιστήμονες, το σύμπαν από την ηλικία των 9,8 δισ. ετών και μέχρι σήμερα διαστέλλεται με επιταχυνόμενο ρυθμό. Οι δύο Αμερικανοί, ωστόσο, εκτιμούν πως υπήρξαν επτά κύκλοι συμπαντικής επιτάχυνσης και επιβράδυνσης.

Η επικρατούσα θεωρία οφείλεται σε ανακάλυψη του 1998, η οποία «χρεώνει» την επιτάχυνση της διαστολής στη σκοτεινή ενέργεια, δηλαδή μια μορφή απωστικής δύναμης που κατακλύζει το σύμπαν και η οποία «εγκαινίασε» μια νέα φάση στην ιστορία του όταν επικράτησε των ελκτικών βαρυτικών δυνάμεων ανάμεσα στις κοσμικές δομές από ορατή και σκοτεινή ύλη.

Οι δύο φυσικοί αναφέρουν πως η έναρξη του επιταχυνόμενου ρυθμού της διαστολής έχει επιβεβαιωθεί έκτοτε με εντυπωσιακή ακρίβεια, από έναν μεγάλο όγκο παρατηρησιακών δεδομένων. Ωστόσο, προσθέτουν, αυτή η φάση μετάβασης δεν συνέβη μόνο μία φορά, αφού η ταχύτητά της γνώρισε επτά κύκλους αυξομείωσης.

The universe ringing while expanding. Figure 2 shows the new finding superposed on the λCDM model of Figure 1.  The oscillation amplitude is highly exaggerated, but the frequency is roughly correct. Ringermacher and Mead have determined that this oscillation is not a wave moving through the universe, such as a gravitational wave, but rather it is a “wave of the universe”.

Η δημοσίευση της μελέτης των επιστημόνων έγινε στο περιοδικό Astronomical Journal,όπου αναφέρουν επίσης πως, σε κάθε κύκλο, η μεταβολή της ταχύτητας διαστολής ήταν ολοένα και μικρότερη. Σύμφωνα με τον Ρίνγκερμαχερ, η ανακάλυψη έγινε τυχαία, προσπαθώντας να αναπτύξουν μοντέλα για την περιγραφή της συμπεριφοράς της σκοτεινής ενέργειας στους γαλαξίες.

Τότε, βρήκαν ένα νέο τρόπο για να δημιουργήσουν το κλασικό γράφημα που περιγράφει την εξέλιξη του σύμπαντος συναρτήσει της ηλικίας του, το οποίο δεν εξαρτιόταν από την επιλογή κάποιου συγκεκριμένου μοντέλου για το σύμπαν – όπως συνέβαινε μέχρι τότε.

«Το κλασικό γράφημα, που είναι γνωστό ως διάγραμμα Χαμπλ, δημιουργείται από τους αστρονόμους με την παρατήρηση των αποστάσεων των σουπερνόβα Τύπου ΙΑ, οι οποίοι αξιοποιούνται για τη μέτρηση της διαστολής του σύμπαντος», λέει ο Ρίνγκερμαχερ στο σάιτ του πανεπιστημίου του Νότιου Μισισίπι.

«Αναλύοντας αυτό το νέο γράφημα για να προσδιορίσουμε αυτή τη φάση μετάβασης του σύμπαντος, βρήκαμε πως τέτοιες φάσεις υπήρξαν παραπάνω από μία φορά – στην πραγματικότητα, έχουν συμβεί με συχνότητα 7 κύκλων στη ζωή του σύμπαντος. Σε κάθε κύκλο, την επιτάχυνση της διαστολής διαδεχόταν η επιβράδυνσή της», προσθέτει.

Οι δύο επιστήμονες επισημαίνουν πως η ανακάλυψή τους θα πρέπει να επαληθευτεί από ανεξάρτητα δεδομένα, τα οποία κατά πάσα πιθανότητα θα προέλθουν από νέες παρατηρήσεις υπερκαινοφανών αστέρων. Στο μεταξύ, θα συνεχίσουν να εξελίσσουν τη θεωρία.

Πηγή: "Observation of Discrete Oscillations in a Model-Independent Plot of Cosmological Scale Factor versus Lookback Time and Scalar Field Model," H. I. Ringermacher & L. R. Mead, 2015 April, Astronomical Journal, Vol. 149, No. 4, 137 dx.doi.org/10.1088/00046256/149/4/137, Arxiv: arxiv.org/abs/1502.06140.