Znanost ODGOVOR U VAKUUMU

Riješen problem tamne energije?

Pretpostavka o postojanju tamne energije riješila je misterij ubrzanog širenja svemira, međutim otvorila je nova pitanja – kako ona nastaje i zašto bi je prema poznatim kalkulacijama trebalo biti previše, odnosno više nego što promatranja potvrđuju

Nova teorija predstavljena u časopisu Physical Review, prema kojoj je prazan prostor stvarno prazan i znatno mirnije mjesto nego što se dosad mislilo, daje dobar odgovor na dio tog problema koji je popularno nazvan 'najgorim predviđanjem u povijesti fizike'.

Naime, prema kvantnoj teoriji, vakuum bi trebao sav prštati od aktivnosti parova čestica i antičestica koje se konstantno stvaraju i uništavaju u naizgled praznom prostoru. Jedna njezina grana, tzv. kvantna kromodinamika (QCD), koja objašnjava ponašanje gluona i kvarkova od kojih su izgrađeni hadroni - protoni i neutroni - predviđa da bi vakuum trebao biti nalik na ocean kondenzata elementarnih čestica. Ta slika objašnjava kako čestice izgrađene od kvarkova dobivaju većinu svoje mase.

Spomenuti kondenzat u sebi nosi energiju te je dobar kandidat za objašnjenje izvora tamne energije koja se može opisati parametrom nazvanim kozmološka konstanta, čija veličina definira budućnost svemira – hoće li se on vječno širiti ili će se u jednom trenutku početi skupljati? No problem je u tome što se kvantnom kromodinamikom dolazi do procjena energetske gustoće kondenzata prema kojoj je kozmološka konstanta čak 10 na 45. puta veća od one koju potvrđuju mjerenja ekspanzije svemira.

U novoj teoriji Stanley Brodsky iz Laboratorija SLAC National Accelerator u Kaliforniji i njegovi kolege pronašli su rješenje koje otklanja taj nesrazmjer. 'Ljudi su jednostavno prihvatili da se taj kondenzat nalazi posvuda u vakuumu', kaže Brodsky i objašnjava da je njegov tim umjesto toga pretpostavio da kondenzat postoji samo u protonima, neutronima, pionima i drugim hadronima, odnosno česticama izgrađenim od kvarkova.

'U našoj slici kvarkovi i gluoni ne mogu se samo tako pojavljivati i nestajati ako se ne nalaze u hadronima', objašnjava član tima, Craig Roberts iz Laboratorija Argonne National u Illinoisu. Rezultat nove teorije je da je vakuum mnogo mirnije mjesto i, što je najvažnije, problem koji on predstavlja za kozmološku konstantu značajno je smanjen.

Temelje ideji udarili su još 1974. Aharon Casher sa Sveučilišta u Tel Avivu i Leonard Susskind koji trenutno radi na Sveučilištu Stanford u Kaliforniji. Oni su ustvrdili da bi kondenzat prisutan samo u hadronima mogao davati masu česticama. Tim Stanleyja Brodskog sada je pokazao da ideja rješava i problem tamne energije, barem djelomično.

Naime, Daniel Phillips sa Sveučilišta Ohio u Athensu pozdravlja rezultate, ali kaže da nova istraživanja tek trebaju potvrditi da kondenzat ne može iz hadrona iscuriti u vakuum. Također ističe da teorija ne isključuje postojanje kondenzata u vakuumu, već samo pokazuje da ga nije neophodno pretpostaviti.

Osim toga, kondenzat kvarkova i gluona predviđen kvantnom kromodinamikom nije jedini problem izmjerene kozmološke konstante. Druge teorije predviđaju energije vakuuma koje ju također znatno nadilaze. 'Za rješavanje problema kozmološke konstante trebalo bi eliminirati sve te doprinose', kaže Dejan Stojković sa Sveučilišta Buffalo u New Yorku.

Dr. Stipčević: Tamna energija možda i ne postoji

Zamolili smo našeg stručnjaka za fiziku čestica s Instituta Ruđer Bošković, dr. sc. Marija Stipčevića da komentira novu teoriju.

'Nedavno sam naišao na znatno revolucionarnije rješenje ovog problema, prema kojem nam za tumačenje širenja svemira uopće ne treba tamna energija', rekao je za tportal dr. Stipčević. 'Kada sam se prije 15 godina počeo baviti neutrinima, teorija je izgledala prilično drugačije nego danas. Nekad su ljudi mislili da se oko Zemlje nalazi crna kugla u kojoj su izbušene rupe kroz koje do nas dolazi božansko svjetlo koje mi vidimo kao zvijezde. Stoga ne treba uzeti zdravo za gotovo čak ni da postoje crne rupe. Tko zna kako će znanost tumačiti danas poznate fenomene koje nitko još nije izravno testirao, a koji nas znanstvenike frustriraju brojnim problemima.'

Istraživanje koje spominje dr. Stipčević pokazalo je da postoji mogućnost da se svemir zapravo ne širi tako brzo kao što se donedavno mislilo. Naime, nova analiza NASA-inih mjerenja pozadinskog mikrovalnog zračenja (CMB) Velikog praska iz 2001. otkrila je da bi nabori u njemu mogli biti manji nego što se činilo na osnovi snimki, a upravo su oni bili temelj kalkulacija prema kojima u svemiru ima tek četiri posto vidljive tvari, 22 posto tamne tvari i 74 posto tamne energije. Ova studija prof. Toma Shanksa i njegova tima predstavljena je u lipnju u časopisu Royal Astronomical Society.

Stipčević kao primjer mogućih rješenja problema s kojima je u tumačenju svemira suočena suvremena znanost navodi i druge nove teorije, od kojih neke čak idu za promjenama u Einsteinovoj teoriji relativnosti.
  • Sviđa vam se članak? Preporučite ga prijateljima putem ovih servisa:
  • Pošaljite mailom
Čitajte još