Η σκοτεινή ενέργεια κρύβεται σε κοσμικά κενά

Το ραδιοτηλεσκόπιο ενός τετραγωνικού χιλιομέτρου (SKA) σε Αυστραλία και Νότιο Αφρική, μπορεί να εντοπίσει δισεκατομμύρια γαλαξιών σε μακρινές αποστάσεις.

Τεράστιες περιοχές σχεδόν άδειου διαστήματος, γνωστές ως κοσμικά κενά, μπορούν να μας βοηθήσουν να ερμηνεύσουμε τη σκοτεινή ενέργεια.
Η σκοτεινή ενέργεια είναι μια υποθετική μορφή ενέργειας που διαπερνά όλο το διάστημα και τείνει να επιταχύνει την διαστολή του σύμπαντος. Πρόκειται για την πιο αποδεκτή υπόθεση που εξηγεί τις παρατηρήσεις των τελευταίων δύο δεκαετιών, οι οποίες εξακρίβωσαν ότι η διαστολή του σύμπαντος επιταχύνεται και όχι επιβραδύνεται. Η πρώτη τέτοια έρευνα ήταν μία μελέτη πάνω στις σουπερνόβα που βραβεύτηκε εντέλει με το Νόμπελ Φυσικής το 2011.

Αν η βαρύτητα ήταν η κυρίαρχη δύναμη, η διαστολή θα επιβραδυνόταν. Έτσι οι επιστήμονες οδηγήθηκαν στο συμπέρασμα ότι το κενό του χωροχρόνου διαθέτει μία έμφυτη ενέργεια που αντιτίθεται στη βαρύτητα. Η σκοτεινή ενέργεια θεωρείται ότι αποτελεί περίπου το 70% του σύμπαντος, ενώ υπάρχουν διάφορες θεωρίες για το βαθμό πυκνότητάς της και την μεταβολή της στην πάροδο του χρόνου.
Ένας τρόπος για να ελεγχθούν αυτές οι θεωρίες είναι η μέτρηση του ρυθμού εξάπλωσης με το χρόνο, γεγονός που αφήνει ίχνη στα κοσμικά κενά. Κβαντικές διακυμάνσεις στα αρχικά στάδια του σύμπαντος οδήγησαν σε παραλλαγές της πυκνότητας της αρχέγονης ύλης. Γαλαξίες και συστάδες ουράνιων αντικειμένων σχηματίστηκαν στις πιο πυκνές περιοχές ενώ κοσμικά κενά κάλυψαν τον ενδιάμεσο χώρο, δημιουργώντας τη δομή του σύμπαντος που γνωρίζουμε σήμερα. Τα κοσμικά κενά έχουν κατά μέσο όρο διάμετρο 150 εκατομμύρια έτη φωτός.
Η συνεχιζόμενη διαστολή και εξάπλωση του σύμπαντος έχει οδηγήσει τα αρχικά σφαιρικά κενά να αποκτήσουν ωοειδές σχήμα. Τα κοσμικά κενά είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στην σκοτεινή ενέργεια και συγκρίνοντας κενά διαφορετικών εποχών μπορούμε να μελετήσουμε αλλαγές στην πυκνότητα της σκοτεινή ενέργειας και να ελέγξουμε την ορθότητα των διαφόρων θεωριών. Το Πανεπιστήμιο του Χρόνιγκεν στην Ολλανδία πραγματοποιεί προσομοιώσεις του φαινομένου υπό τον δρ. Ρίεν φαν Βάιγκερτ.
Το σχήμα των κενών επηρεάζεται επίσης από τις κινήσεις των γαλαξιών που προκαλούνται από ισχυρές βαρυτικές αλληλεπιδράσεις. Για αυτό τον λόγο ο Γκιγιέμ Λαβώ και η ομάδα του στο Πανεπιστήμιο του Οντάριο στον Καναδά προσπάθησαν να χρησιμοποιήσουν άλλη τακτική, παίρνοντας τις μετρήσεις από όλα τα κενά ενός συγκεκριμένου μεγέθους και υπολογίζοντας τον μέσο όρο της επιμήκυνσής τους. Οι ανακριβείς τιμές για τις διαστάσεις των γαλαξιών και το γεγονός ότι δεν μπορούσαν να πάρουν μετρήσεις για πιο μακρινά κενά περιόρισαν την έρευνα.
Το πρόβλημα αυτό θα λυθεί το 2024, όταν και υπολογίζεται να τεθεί σε λειτουργία το ραδιοτηλεσκόπιο ενός τετραγωνικού χιλιομέτρου (SKA) σε Αυστραλία και Νότιο Αφρική, που θα μπορεί να εντοπίσει δισεκατομμύρια γαλαξιών σε μακρινές αποστάσεις.