เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่นักวิทยาศาสตร์ได้งงงวยความจริงที่ว่าจักรวาลของเรากำลังขยายตัว อย่างมีเหตุผลแรงโน้มถ่วงควรดึงกาแลคซีของเราใกล้ชิดร่วมกัน แต่การสังเกตในปี 1990 เปิดเผยว่าจักรวาลไม่ได้เป็นเพียงการขยายพลังงานมืด-
พลังงานมืด(ไม่ต้องสับสนกับสสารมืด) เป็นแรงสมมุติฐานที่ประกอบขึ้นรอบ ๆ68.3 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานในจักรวาลที่สังเกตได้และผลักกาแลคซีออกจากกัน แต่แม้จะมีหลักฐานทางอ้อมมากมายสำหรับการดำรงอยู่ของมัน แต่ก็ไม่มีใครสามารถตรวจจับพลังงานมืดได้โดยตรงหรืออธิบายอย่างเพียงพอว่ามันมาจากไหน
ตอนนี้การศึกษาใหม่สามารถแก้ไขได้ทั้งหมด คำตอบ? พลังงานมืดทำให้รู้สึกสมบูรณ์แบบ ... สมมติว่าหนึ่งในกฎหมายพื้นฐานที่สุดในจักรวาลถูกละเมิดโดยไม่สังเกตเห็นเรา
กฎหมายพื้นฐานนั้นคือการอนุรักษ์พลังงานและเป็นเรื่องใหญ่ มันเป็นกฎหมายที่เราทุกคนเรียนรู้ในวิทยาศาสตร์ของโรงเรียนมัธยมที่ระบุพลังงานในระบบที่แยกได้ไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ - มันสามารถเปลี่ยนรูปแบบได้เท่านั้น และเป็นรากฐานของฟิสิกส์พื้นฐานที่สุด
แต่การศึกษาใหม่ระบุว่าหากจักรวาลรั่วไหลอย่างละเอียดในวันแรก ๆ มันสามารถอธิบายพลังงานมืดที่เราเห็นในวันนี้ ที่สำคัญทีมยังชี้ให้เห็นว่ากฎหมายอาจถูกละเมิดในทางเล็ก ๆ เช่นนี้เราจะไม่สังเกตเห็นมัน
เหตุใดจึงต้องมีสมมติฐานที่รุนแรงเช่นนี้? ทุกอย่างเกิดขึ้นกับปัญหาที่เรามีด้วยพลังงานมืดและเพื่ออธิบายสิ่งเหล่านั้นเราต้องย้อนกลับไปในปี 1917 เมื่อไอน์สไตน์พยายามหาว่าทำไมจักรวาลถึงคงที่ไม่ขยายหรือหดตัวซึ่งเป็นข้อสันนิษฐานในเวลานั้น
เพื่ออธิบายการขาดการหดตัวของแรงโน้มถ่วง Einstein คิดว่าจะต้องมีบางอย่างที่นั่นคือการผลักดันกลับไปสู่แรงโน้มถ่วงในระดับจักรวาลและเขาเรียกมันว่าค่าคงที่ของจักรวาล-
แต่เขาสวยมากทิ้งความคิดในปี 1929เมื่อนักดาราศาสตร์เอ็ดวินฮับเบิลเห็นสัญญาณแรกที่จักรวาลกำลังขยายตัว
จากนั้นในต้นปี 1990นักวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าจักรวาลกำลังขยายตัวในอัตราเร่งและค่าคงที่ของไอน์สไตน์ก็มีความเกี่ยวข้องอีกครั้ง
นักวิจัยคิดว่า Einstein คงที่กำลังตรวจสอบทั้งหมดทศวรรษที่ผ่านมาต้องเป็นสิ่งที่เราเรียกว่า Dark Energy
พลังงานมืดคืออะไร? ความคิดทั่วไปคือมันเป็นค่าคงที่ทางดาราศาสตร์ที่เกิดขึ้นจากพื้นที่ว่าง
ขอบคุณกลศาสตร์ควอนตัมเรารู้ว่าพื้นที่ว่างเป็นไม่เคยว่างเปล่าจริง ๆ- มันเต็มไปด้วยอนุภาคควอนตัมแปลก ๆ และพลังงานที่โผล่เข้ามาและออกจากการดำรงอยู่และหนึ่งในอนุภาคแปลก ๆ เหล่านั้นสามารถใช้แรงที่น่ารังเกียจหรือที่รู้จักกันในนามพลังงานมืด
ปัญหาเดียวคือปริมาณของ 'พลังงานมืด' ที่เราคาดการณ์ไว้ควรเกิดขึ้นผ่านกระบวนการนั้นเป็นมากกว่าที่สามารถอธิบายได้โดยการขยายตัวของจักรวาลที่สังเกตได้ - มากถึง 120 คำสั่งของขนาดมากขึ้นเพื่อให้แม่นยำ
นั่นหมายความว่าเราไม่ได้วัดอย่างถูกต้องหรือเรายังไม่เข้าใจว่าพลังงานมืดมาจากไหนในตอนแรก
การศึกษาใหม่นี้แสดงให้เห็นว่าหลังอาจจะเล่นและเกิดสมมติฐานใหม่ เกิดอะไรขึ้นถ้าจักรวาลรั่วไหลอย่างละเอียดในยุคแรก ๆ และพลังงานที่สูญเสียไปจะทำให้ค่าพลังงานมืด?
"ในรูปแบบพลังงานมืดเป็นสิ่งที่ติดตามว่าพลังงานและโมเมนตัมหายไปจากประวัติศาสตร์ของจักรวาลมากแค่ไหน" หนึ่งในสมาชิกในทีมคือ Alejandro Perez,บอกศาสตร์-
พื้นฐานของสมมติฐานใหม่นี้เป็นแบบจำลองทางเลือกของสัมพัทธภาพทั่วไปEinstein เกิดขึ้นใน1910s เรียกว่าแรงโน้มถ่วง unimodularซึ่งระบุว่าพลังงานไม่จำเป็นต้องได้รับการอนุรักษ์
หากโมเดลแรงโน้มถ่วงแบบ unimodular นี้ถูกนำไปใช้กับการคำนวณค่าของค่าคงที่ของจักรวาลจะตรงกับการสังเกตการขยายตัวของจักรวาลของเราอย่างสมบูรณ์แบบ
ที่สำคัญมันไม่จำเป็นต้องยุ่งกับความเข้าใจในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับจักรวาลมากเกินไป แม้ว่าการหายตัวไปของพลังงานในจักรวาลยุคแรกส่งผลกระทบต่อคุณค่าของพลังงานมืดอย่างมีนัยสำคัญ แต่มันจะไม่ส่งผลกระทบต่ออย่างอื่นมากนักหรือสังเกตได้จากการทดลองในปัจจุบัน
"พลังงานจากส่วนประกอบของสสารสามารถยกให้กับสนามแรงโน้มถ่วงและ 'การสูญเสียพลังงาน' นี้จะทำหน้าที่เป็นค่าคงที่จักรวาล - มันจะไม่ถูกเจือจางโดยการขยายตัวของจักรวาลในภายหลัง" หนึ่งในทีม Thibaut Jossetบอก Lisa Zyga จาก phys.org-
"ดังนั้นการสูญเสียหรือการสร้างพลังงานเล็กน้อยในอดีตอันห่างไกลอาจมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในวันนี้ในขนาดใหญ่"
มีปัญหาใหญ่ที่นี่ - ถ้าพลังงานที่หายไปไม่ได้ทิ้งเอฟเฟกต์ที่ยั่งยืนไว้ในจักรวาลนอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงคุณค่าของพลังงานมืดแล้วก็ไม่มีทางที่เราจะทดสอบว่าสมมติฐานนี้เป็นจริงหรือไม่
"ข้อเสนอของเราเป็นเรื่องทั่วไปมากและการละเมิดการอนุรักษ์พลังงานใด ๆ คาดว่าจะมีส่วนร่วมในค่าคงที่ทางดาราศาสตร์ที่มีประสิทธิภาพซึ่งจะช่วยให้สามารถกำหนดข้อ จำกัด ใหม่เกี่ยวกับแบบจำลองปรากฏการณ์วิทยานอกเหนือจากกลศาสตร์ควอนตัมมาตรฐาน"Josset บอกกับ Phys.org
"ในทางกลับกันหลักฐานโดยตรงว่าพลังงานมืดนั้นมาจากพลังงานที่ไม่อนุรักษ์ดูเหมือนจะไม่สามารถเข้าถึงได้เนื่องจากเราสามารถเข้าถึงคุณค่าของแลมบ์ดา
ดังนั้นสำหรับตอนนี้สมมติฐานนี้ยังคงเป็นเช่นนั้น - สมมติฐานที่ยังไม่ได้รับการทดสอบ แต่นักฟิสิกส์บอกว่าพวกเขาต้องการตรวจสอบความเป็นไปได้ต่อไปในอนาคต
“ มันไม่มีทางชัดเจนเลย” ลีสโมลินนักทฤษฎีจากสถาบันปริมณฑลสำหรับฟิสิกส์เชิงทฤษฎีในวอเตอร์ลูแคนาดาซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาบอกศาสตร์-“ แต่…มันเป็นความคิดใหม่ที่อาจจะถูกต้องและคุ้มค่าที่จะได้รับความสนใจ”
การวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในจดหมายทบทวนทางกายภาพ-และคุณสามารถดูกระดาษฉบับเต็มสำหรับออนไลน์ได้ฟรีที่arxiv.org-
