Energie intunecataChintesenţa (n.t. substanţă considerată drept al cincilea şi cel mai subtil element material al lumii) şi câmpurile fantomă sunt două ipoteze care au fost formulate pe baza datelor obţinute de la sateliţi precum Planck şi WMAP pentru a explica natura energiei întunecate, printre multe alte teorii care încearcă să dezlege această enigmă a Universului. În prezent, cercetătorii din Barcelona şi Atena sugerează că ambele ipoteze reprezintă doar o închipuire deşartă şi că de fapt vidul cuantic s-ar putea afla în spatele acestei energii care animă Universul nostru.

 

Cosmologii cred că aproximativ trei sferturi din Univers este reprezentat de misterioasa energie întunecată care ar explica expansiunea accelerată a acestuia. Adevărul este că ei nu ştiu ce ar putea fi această energie întunecată şi prin urmare au propus diferite soluţii posibile pentru aceasta.

Una dintre aceste soluţii presupune existenţa chintesenţei, un agent invizibil care ar acţiona gravitaţional, dar care în loc să provoace o atracţie între obiectele cosmice provoacă o respingere şi, în consecinţă, acesta ar reprezenta cauza expansiunii accelerate a cosmosului. Din perioada clasică şi până în Evul Mediu acest termen s-a referit la eter sau la cel de-al cincilea element al naturii, alături de pământ, foc, apă şi aer.

Energie intunecata

Observaţiile astronomice efectuate cu ajutorul satelitului Planck şi a altor sateliţi ajută la rezolvarea ecuaţiei de stare a energiei întunecate. Credit: ESA.

O altă posibilitate ar fi reprezentată de prezenţa unei energii sau a unui câmp fantomă a căror densitate se măreşte cu trecerea timpul şi provoacă o accelerare cosmică exponenţială. Acest proces s-ar putea desfăşura cu o viteză care ar putea conduce la dezintegrarea atomilor şi la sfârşitul Universului peste aproximativ 20.000 de milioane de ani, în ceea ce se numeşte Marea Ruptură (Big Rip).



Datele experimentale care stau la baza acestor două ipoteze provin de la sateliţi precum satelitul Planck al European Space Agency (ESA) şi de la Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) al NASA. Observaţiile astronomice de la cei doi sateliţi sunt esenţiale pentru rezolvarea ecuaţiei de stare a energiei întunecate, o formulă matematică ce o descrie pe aceasta şi care a fost dedusă, de asemenea, pentru solide, lichide sau gaze.

În prezent, cercetătorii de la University of Barcelona (Spania) şi de la Academy of Athens (Grecia) au folosit aceleaşi date care au fost obţinute cu ajutorul sateliţilor pentru a demonstra că pentru explicarea caracteristicilor energiei întunecate nu este nevoie să se presupună existenţa chintesenţei sau a unei energii fantomă. Detaliile studiului lor au fost publicate în revista ştiinţifică Monthly Notices a Royal Astronomical Society.

„Studiul nostru teoretic demonstrează că ecuaţia de stare a energiei întunecate poate simula un câmp al chintesenţei sau chiar un câmp fantomă, fără a fi în realitate vreunul dintre acestea, astfel încât atunci când observăm aceste efecte în cadrul observaţiilor astronomice de la WMAP, Planck şi de la alte instrumente astronomice, ceea ce vedem de fapt reprezintă o iluzie", a declarat Joan Solà de la University of Barcelona, unul dintre autorii studiului.

Vidul cuantic este plin de fluctuanţii cuantice

„Noi credem că în acest caz avem de-a face cu un efect dinamic al vidului cuantic, un parametru pe care îl putem calcula", a explicat cercetătorul. Conceptul de vid cuantic nu are nimic de-a face cu noţiunea clasică de neant absolut. „Nimic nu este mai „plin" decât vidul cuantic deoarece acesta conţine fluctuaţiile care contribuie fundamental la valorile pe care le observăm şi le măsurăm", a arătat Solà.

Aceşti oameni de ştiinţă propun că energia întunecată este un tip de energie dinamică a vidului cuantic care provoacă expansiunea accelerată a Universul nostru. Această afirmaţie contrazice însă conceptul de energie statică a vidului sau cel al constantei cosmologice.

Dezavantajul acestui vid ciudat este faptul că el generează o serie de probleme cum ar fi cea legată de constanta cosmologică, o diferenţă între datele teoretice şi predicţiile teoriei cuantice.

„Cu toate acestea, chintesenţa şi câmpurile fantomă sunt chiar mai problematice, astfel încât explicarea energiei întunecate pe baza dinamicii vidului cuantic ar putea fi cea mai simplă şi cea mai naturală soluţie", a concluzionat Solà.



Traducere de Cristian-George Podariu după dark-energy-phantom-fields, cu acordul phys.org.