แรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ยังคงอยู่แม้จะมีปริศนาพลังงานมืดก็ตาม

นักวิทยาศาสตร์อาจเข้าใจผิดเกี่ยวกับพลังงานมืด การศึกษาใหม่ชี้ว่าพวกมันถูกต้องเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง

พลังงานมืดซึ่งเป็นปรากฏการณ์ลึกลับที่ทำให้จักรวาลขยายตัวเร็วขึ้น เป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่ามีความหนาแน่นคงที่ตลอดประวัติศาสตร์ของจักรวาล แต่พลังงานมืดกลับอาจลดลงแทน นักวิจัยจาก Dark Energy Spectroscopic Instrument หรือ DESI รายงานความร่วมมือเมื่อวันที่ 19 พฤศจิกายน พ.ศ. 2561ชุดเอกสารที่โพสต์บนเว็บไซต์ของโครงการและ arXiv.org

การค้นพบนี้ยืนยันรายงานเดือนเมษายนจากทีมเดียวกันอีกครั้ง-SN: 4/4/24- ในขณะเดียวกัน การวิเคราะห์ใหม่ — พิจารณาข้อมูลเดียวกันกับที่ใช้ในรายงานก่อนหน้านี้อย่างละเอียดมากขึ้น — ยืนยันว่าข้อมูล DESI สอดคล้องกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ โดยไม่มีหลักฐานสำหรับทฤษฎี “แรงโน้มถ่วงดัดแปลง” ทางเลือกอื่น

DESI สร้างแผนที่ 3 มิติของกาแลคซีทั่วทั้งจักรวาล การวิเคราะห์ก่อนหน้านี้ของโครงการมุ่งเน้นไปที่ข้อมูลประเภทเดียวที่รวบรวมจากแผนที่นั้น:คลื่นเสียงในจักรวาลยุคแรกเริ่มที่ทิ้งรอยประทับไว้บนจักรวาลที่มองเห็นได้ในปัจจุบัน (SN: 3/4/19-

การวิเคราะห์ใหม่เพิ่มข้อมูลว่ากาแลคซีและโครงสร้างอื่นๆ มีวิวัฒนาการอย่างไรเหนือประวัติศาสตร์จักรวาล “นี่เป็นครั้งแรกที่เรารู้สึกไวต่อโครงสร้างที่เติบโตตามเวลา” นักจักรวาลวิทยา Dragan Huterer จากมหาวิทยาลัยมิชิแกนในแอนอาร์เบอร์กล่าว “สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากการเติบโตของโครงสร้างเป็นที่ทราบกันดีว่ามีความไวต่อพลังงานมืดและแรงโน้มถ่วงที่ปรับเปลี่ยนอย่างมาก”

ในการวิเคราะห์ทั้งสองครั้ง นักวิจัยพบสัญญาณของการแปรผันในสมการสถานะของพลังงานมืด ความสัมพันธ์ระหว่างความดันและความหนาแน่นเมื่อเวลาผ่านไป “เรากำลังชี้ไปที่ข้อสรุปเดียวกัน และนี่คือ … ความมั่นใจอย่างสมบูรณ์” นักจักรวาลวิทยา Pauline Zarrouk จาก CNRS และ Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies ในปารีสกล่าว เนื่องจากการวิเคราะห์ทั้งสองใช้ข้อมูลเดียวกัน “หากเราไม่เห็น [ข้อสรุป] ที่เหมือนกัน นั่นจะเป็นปัญหาจริงๆ” (ในทั้งสองกรณี ทีมงานได้รวมข้อมูลของ DESI กับข้อมูลจักรวาลวิทยาอื่นๆ รวมถึงข้อมูลเกี่ยวกับพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาล ซึ่งเป็นแสงที่เก่าแก่ที่สุดในจักรวาล)

นักวิทยาศาสตร์บางคนพยายามอธิบายจักรวาลให้น่าพอใจมากขึ้นซึ่งอธิบายแรงโน้มถ่วงอันเป็นผลมาจากกาลอวกาศแปรปรวนมวล ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่ดัดแปลงอาจเป็นไปได้-SN: 5/7/24- แต่การก่อตัวของโครงสร้างที่ DESI สังเกตนั้นสอดคล้องกับที่ทำนายไว้โดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป และไม่มีหลักฐานเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงดัดแปลง แม้ว่าทฤษฎีต่างๆ จะยังไม่ถูกตัดออกทั้งหมดก็ตาม

ในการศึกษาใหม่ ปริศนายังคงมีอยู่เกี่ยวกับมวลของนิวตริโน ซึ่งเป็นอนุภาคย่อยของอะตอมน้ำหนักเบาที่มีอยู่มากมายในจักรวาล เช่นเดียวกับการวิเคราะห์ครั้งแรกของ DESI การค้นพบใหม่บ่งชี้ว่าผลรวมของมวลของนิวตริโนทั้งสามชนิดคืออย่างน้อยก็บางบัญชี (SN: 20/9/24- นั่นอาจบอกเป็นนัยว่านักจักรวาลวิทยาเข้าใจผิดบางอย่างเกี่ยวกับธรรมชาติของจักรวาลหรือเกี่ยวกับนิวตริโนเอง

ในปี 2568 การทำงานร่วมกันของ DESI วางแผนที่จะเผยแพร่ผลลัพธ์โดยอิงตามข้อมูลสามปีแรกของโครงการ นั่นจะเป็นการทดสอบที่แท้จริงว่าผลลัพธ์นั้นแข็งแกร่งเพียงใด รวมถึงว่าพลังงานมืดเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาจริง ๆ หรือไม่

สโคลนิกจินตนาการถึงแบบจำลองทางจักรวาลวิทยามาตรฐานว่าเป็นกองไฟ ขณะที่นักวิทยาศาสตร์กำลังเพลิดเพลินกับการนั่งรอบๆ แสงอันอบอุ่น แต่จากผล DESI ประกายไฟก็เริ่มปะทุขึ้น “นี่คือเมื่อคุณบอกทุกคนว่า 'ให้เราถอยห่างจากกองไฟกันเถอะ เพื่อความปลอดภัย' … เราไม่ได้ทุ่มน้ำใส่เรื่องทั้งหมด แต่เป็นเพียงแค่ก้าวถอยหลังไปหนึ่งก้าวเท่านั้น'”