Cosmólogos y físicos del Instituto de Física Teórica de la Academia de Ciencias de Rusia han sugerido que las discrepancias en la tasa de expansión del Universo, calculadas a partir de las explosiones de supernovas y el "eco" del Big Bang, pueden explicarse por el hecho de que la energía oscura es inestable y gradualmente se convierte en materia oscura, según un artículo publicado en la revista. MNRAS.
“Si Einstein tiene toda la razón, entonces la energía oscura es inmutable y eterna. Pero, ¿y si solo tiene, digamos, 99,99% de razón? Hay tanta energía oscura en la naturaleza que si incluso una pequeña fracción de ella en los 14 mil millones de años que han pasado desde el Big Bang, se desintegrara en partículas elementales conocidas, incluidos fotones, sería una nueva y colosal fuente de energía útil para la humanidad . - dice Alexei Starobinsky de la ITF RAS, cuyas palabras son citadas por el servicio de prensa del instituto.
Hechos oscuros del universo
norte
Ya en 1929, el famoso astrónomo Edwin Hubble demostró que nuestro Universo no se detiene, sino que se expande gradualmente, observando el movimiento de las galaxias lejos de nosotros. A finales del siglo XX, los astrofísicos descubrieron, observando supernovas de tipo I, que no se expandía a una velocidad constante, sino con aceleración. La razón de esto, como creen los científicos hoy en día, es la "energía oscura", una sustancia misteriosa que actúa sobre la materia como una especie de "antigravedad".
En junio de 2016, el premio Nobel Adam Reiss y sus colegas que descubrieron este fenómeno calcularon la tasa exacta de expansión del universo actual utilizando estrellas cefeidas variables en galaxias cercanas, cuya distancia puede calcularse con una precisión ultra alta.
Este refinamiento dio un resultado extremadamente inesperado: resultó que dos galaxias, separadas por una distancia de aproximadamente 3 millones de años luz, se dispersan a una velocidad de aproximadamente 73 kilómetros por segundo. Esa cifra es notablemente más alta que la que muestran los datos obtenidos con los telescopios orbitales WMAP y Planck: 69 kilómetros por segundo, y no se puede explicar utilizando nuestras ideas sobre la naturaleza de la energía oscura y el mecanismo del nacimiento del Universo.
Estas discrepancias hicieron que los científicos, incluido el académico Starobinsky, pensaran en dos posibles formas de explicar esta anomalía. Por un lado, es muy posible que las mediciones de Planck o Riesz y sus colegas sean erróneas o incompletas. Por otro lado, es bastante admisible que las propiedades de la materia oscura o la energía oscura hayan cambiado notablemente durante la vida del Universo, lo que podría cambiar la velocidad de su expansión.
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La variante más simple y lógica de tales cambios, como sugirieron Starobinsky y sus colegas, es la naturaleza inestable de la energía oscura o la materia oscura. Las ideas similares, como señala el académico, ya habían sido presentadas por científicos soviéticos a mediados de la década de 1930, pero luego asumieron que las sustancias "oscuras" deberían descomponerse en formas visibles de materia.
El fin de la eternidad cosmológica
Ahora los cosmólogos rusos creen que la descomposición de sus partículas conduce a la formación de nuevos componentes "oscuros" del Universo. En este caso, su descomposición no se ve afectada por las condiciones externas, incluida la tasa actual de expansión del universo, su edad y otras características, sino solo las propiedades internas de la materia oscura y la energía, como resultado de lo cual la tasa de expansión del Universo y sus otras propiedades, según la proporción de sus partes en el universo cambiará suavemente.
Tales desintegraciones, como explica el físico, pueden ocurrir de tres maneras: como resultado de un proceso similar a la destrucción de los núcleos de elementos inestables "ordinarios", la transformación directa de la energía oscura en materia oscura, y la conversión de la energía oscura en "radiación oscura" - una corriente de partículas ligeras y peculiar " fotones oscuros "que no interactúan con la materia visible.
“El análisis mostró que el segundo modelo mejor que los otros permite explicar tanto los parámetros cosmológicos existentes del Universo observado como su evolución en el pasado. De ello se deduce que la vida media de la energía oscura a través de este canal es no menos de 17 veces la edad del Universo. En otras palabras, si ocurre la desintegración de la energía oscura en materia oscura, entonces va muy lentamente”, continúa Starobinsky.
Tal escenario, como señala el científico, describe bien las discrepancias en las tasas de expansión del Universo que fueron descubiertas por Riess y su equipo, y datos similares obtenidos como parte del proyecto BOSS, destinado a buscar rastros del Big Bang en la distribución de las galaxias en el Universo.
Si estos datos se confirman en un futuro próximo, entonces pueden considerarse una confirmación del modelo de Starobinsky y colegas y la primera evidencia de que la materia oscura no es constante y estable, como postula el modelo cosmológico estándar.
