Sciencemag.cz
Doporučujeme
Temná energie, předpokládaný parametr odpovědný za zrychlující se rozpínání vesmíru, není podle nového zřejmě konstantní – ač temná energie odpovídá kosmologické konstantě v rovnicích Einsteinovy obecné teorie relativity. V souvislosti s možností temné energie jako funkce času se používá výraz kvintesence. Lze si to vše každopádně představit jako antigravitaci, ovšem s tím, že se trhá a rozpíná i samotný prostor.
Nová studie využívající závěrečné soubory dat z přehlídky temné energie (DES) naznačuje možné nesrovnalosti ve standardním kosmologickém modelu ΛCDM. Pokud se tato zjištění potvrdí, mohla by zásadně změnit naše chápání vesmíru, uvádí tisková zpráva U.S. National Science Foundation. Průzkum DES byl proveden pomocí 570megapixelové kamery DECam (Dark Energy Camera), která je umístěna na čtyřmetrovém teleskopu Víctora M. Blanca na Cerro Tololo Inter-American Observatory v Chile.
Model ΛCDM (Lambda-CDM) je již nějakou dobu základem moderní kosmologie, který úspěšně popisuje velkorozměrové struktury ve vesmíru. Navrhuje, že 95 % vesmíru tvoří temná hmota (25 %) a temná energie (70 %). Pouze 5 % vesmíru připadá na běžnou hmotu.
Podle převažujícího modelu temná energie, reprezentovaná kosmologickou konstantou (Λ), pohání zrychlující se rozpínání vesmíru a udržuje konstantní hustotu energie v čase. Nové výsledky výzkumu temné energie (Dark Energy Survey, DES) však namísto toho naznačují, že temná energie se může v čase vyvíjet. Tato zjištění se shodují s některými předchozími studiemi.
Během 758 nocí v průběhu 6 let a zmapoval průzkum DES téměř osminu celé oblohy. Projekt využívá ke studiu temné energie více pozorovacích technik, včetně měření supernov, analýzy shluků galaxií a slabého gravitačního čočkování. Dvě klíčová měření DES – baryonové akustické oscilace (BAO) a měření vzdálenosti supernov typu Ia – zaznamenávají historii rozpínání vesmíru. BAO označuje standardní kosmické pravítko tvořené zvukovými vlnami v raném vesmíru, jehož vrcholy se rozprostírají přibližně na vzdálenost 500 milionů světelných let. Astronomové mohou tyto vrcholy měřit v několika obdobích vesmírné historie, aby zjistili, jak temná energie v průběhu času stupnici roztáhla. Analýzou 16 milionů galaxií vědci zúčastnění v projektu DES zjistili, že naměřená stupnice BAO je ve skutečnosti o 4 % menší, než předpovídá ΛCDM.
Supernovy typu Ia slouží jako standardní svíčky, což znamená, že mají známou vlastní jasnost. Proto jejich zdánlivá jasnost v kombinaci s informacemi o hostitelských galaxiích umožňuje vědcům provádět přesné výpočty vzdáleností. V roce 2024 DES zveřejnila dosud nejrozsáhlejší a nejpodrobnější soubor dat o supernovách, který poskytuje velmi přesná měření kosmických vzdáleností. Nová zjištění z kombinovaných dat o supernovách a BAO nezávisle potvrzují anomálie pozorované v datech o supernovách z roku 2024.
Spojením měření DES s daty o kosmickém mikrovlnném pozadí vědci odvodili vlastnosti temné energie – a výsledky naznačují její vývoj v čase, kosmologická konstanta tedy není konstantní, alespoň dle této studie. Zbývá si samozřejmě ještě počkat – mj. i proto, že ještě není hotova finální analýza dat z DES jako celku. Tyto výsledky by ovšem měly být k dispozici už letos.
DES Collaboration, Dark Energy Survey: implications for cosmological expansion models from the final DES Baryon Acoustic Oscillation and Supernova data, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2503.06712
Zdroj: National Science Foundation / Phys.org, přeloženo / zkráceno
Poznámka PH: V průvodní tiskové zprávě není bohužel napsáno, jak že se tedy temná energie má v čase měnit a co to znamená pro další osud vesmíru. Nicméně pokud se kosmické pravítko roztahuje méně, než se předpokládalo, pak se zřejmě temná energie/kvintesence zmenšuje. Vesmír se tedy rozpíná stále rychleji, ale toto zrychlování zpomaluje (kolikátá že to je derivace? :-); to je jako když rychlost růstu inflace zpomaluje).
Problém by mohla vysvětlit existence nenulové klidové hmotnosti gravitonu. Ve své práci jsem použil modifikovanou Fierz-Pauliho teorii. K výsledku jsem dospěl jednoduše, integroval jsem relativistickou sílu ve Schwarzschildově metrice a dodal člen získaný z Klein-Gordonovy rovnice.