Cfare është konstantja kozmologjike?

Empire

Antarë i Respektuar
Konstantja kozmologjike është me sa duket një formë enigmatike e materies ose energjisë që vepron në kundërshtim me gravitetin dhe konsiderohet nga shumë fizikanë të jetë ekuivalente me energjinë e errët. Askush në të vërtetë nuk e di se çfarë është konstanta kozmologjike saktësisht, por kërkohet në ekuacionet kozmologjike për të pajtuar teorinë me vëzhgimet tona të universit.
images.jpg


Kush doli me konstantën kozmologjike?
Albert Einstein, fizikanti i famshëm , doli me konstantën kozmologjike, të cilën ai e quajti "konstante universale", në 1915 si një mjet për të ekuilibruar llogaritjet e caktuara në teorinë e tij të relativitetit të përgjithshëm. Në atë kohë, fizikantët besonin se universi ishte statik - as nuk zgjerohej e as nuk tkurrej - por puna e Ajnshtajnit sugjeroi që graviteti do ta bënte atë të bënte njërën ose tjetrën. Pra, për t'u bashkuar me konsensusin shkencor, Ajnshtajni futi një faktor te ri ne menyr qe universi ti qendronte static , nderkohe qe ai kishte zbuluar ne te vertet se universi zgjerohej , ai e shenoje ate me shkronjën greke lambda, në rezultatet e tij, i cili e mbajti kozmosin të qetë.

Megjithatë, pak më shumë se një dekadë më vonë, astronomi amerikan Edwin Hubble vuri re se galaktikat në të vërtetë po largoheshin nga ne, duke treguar që universi po zgjerohej. Ajnshtajni e quajti faktorin e tij lambda "gabimin e tij më të madh".


Vëzhgimet e Hubble mohuan nevojën për një konstante kozmologjike për dekada, por kjo ndryshoi kur astronomët që shqyrtonin supernovat e largëta në fund të viteve 1990 zbuluan se kozmosi jo vetëm që po zgjerohej, por po përshpejtohej në zgjerimin e tij. Ata e quajtën forcën misterioze anti-gravitetit të kërkuar për të dhënë llogari për këtë fenomen "energji e errët".

Në vitet 1920, fizikani Alexander Friedmann zhvilloi një ekuacion, tani i quajtur Ekuacioni Friedmann, i cili përshkruan vetitë e universit nga Big Bengu e tutje, sipas një studimi nga Universiteti Shtetëror i Xhorxhia.

Duke hequr lambden e Ajnshtajnit dhe duke e futur atë në ekuacionet Friedmann, studiuesit mund të modelonin kozmosin saktë - domethënë, me një shpejtësi të zgjerimit të përshpejtuar. Ky version i Ekuacionit Friedmann tani formon shtyllën kurrizore të teorisë bashkëkohore kozmologjike, e cila njihet si ΛCDM (Lambda CDM, ku CDM qëndron për lëndë të errët të ftohtë) dhe llogarit të gjithë përbërësit e njohur të realitetit.

Atëherë, cili është ky numër magjik atëherë?
Sidoqoftë, askush nuk e kupton me të vërtetë se çfarë është lambda. Shumica e fizikanëve e konsiderojnë atë të këmbyeshme me konceptin e energjisë së errët, por kjo nuk i bën gjërat më të qarta sepse energjia e errët është thjesht një mbajtëse e vendit që përshkruan ndonjë substancë të panjohur anti-gravitetit. Pra, në thelb jemi kthyer në përdorimin e faktorit te ri të Ajnshtajnit.
Një shpjegim i mundshëm për konstantën kozmologjike qëndron në fushën e fizikës së grimcave quantike. Eksperimentet kanë verifikuar që hapësira e zbrazët përshkohet nga grimca të panumërta që shfaqen vazhdimisht brenda dhe jashtë ekzistencës. Ky veprim i pandërprerë krijon atë që njihet si një "energji vakumi", ose një forcë që del nga hapësira boshe, e natyrshme në strukturën e hapësirë-kohës që mund të largojë universin.

Kjo grafikë tregon një hartë të ritmeve të zgjerimit të universit në drejtime të ndryshme, vlerësuar në një studim të ri nga Konstantinos Migkas dhe bashkëpunëtorë. Harta është në koordinata galaktike, me qendrën që shikon drejt qendrës së galaktikës sonë. Ngjyrat e zeza dhe vjollcë tregojnë drejtimet e shpejtësive më të ulëta të zgjerimit (konstanta e Hubble); e verdha dhe e kuqja tregojnë drejtimet e normave më të larta të zgjerimit.

αρχείο λήψης.jpg


Por lidhja e energjisë së vakumit me konstantën kozmologjike nuk është e thjeshtë. Bazuar në vëzhgimet e tyre mbi supernovat, astronomët vlerësojnë se energjia e errët duhet të ketë një vlerë të vogël dhe qetësuese, aq sa të largojë gjithçka në univers për miliarda vjet.

Megjithatë, kur shkencëtarët përpiqen të llogarisin sasinë e energjisë që duhet të lindë nga lëvizja virtuale e grimcave, ata dalin me një rezultat që është 120 here më i madh se sa sugjerojnë të dhënat e supernovës.



αρχείο λήψης (1).jpg

Për ta shtuar enigmën, disa studiues kanë propozuar që konstanta kozmologjike mund të mos jetë aspak konstante, por përkundrazi ndryshon ose luhatet me kohën. Kjo teori quhet kuintesencë dhe disa projekte, siç është Anketa e Energjisë së Errët, aktualisht po bëjnë vëzhgime të sakta për të parë nëse ka ndonjë mbështetje vëzhguese.

Ndërkohë, kozmologët do të vazhdojnë të përdorin lambda. Ata mund të mos e dinë se çfarë është, por e dinë se iu duhet për ta bërë universin të ketë kuptim
 
Top