การศึกษาฟิสิกส์ดาราศาสตร์พบว่าพลังงานมืดอาจอ่อนลง | นิตยสารควอนต้า

การศึกษาฟิสิกส์ดาราศาสตร์พบว่าพลังงานมืดอาจอ่อนลง | นิตยสารควอนต้า

การศึกษาฟิสิกส์ดาราศาสตร์พบว่าพลังงานมืดอาจอ่อนลง | นิตยสาร Quanta PlatoBlockchain Data Intelligence ค้นหาแนวตั้ง AI.

บทนำ

นักฟิสิกส์ได้สรุปเบาะแสที่ละเอียดอ่อนว่าพลังงาน "ความมืด" อันลึกลับที่ขับเคลื่อนจักรวาลให้ขยายตัวเร็วขึ้นและเร็วขึ้นอาจจะอ่อนลงเล็กน้อยตามกาลเวลา เป็นการค้นพบที่มีศักยภาพที่จะเขย่ารากฐานของฟิสิกส์

“หากเป็นจริง มันจะเป็นเบาะแสที่แท้จริงประการแรกที่เราได้รับเกี่ยวกับธรรมชาติของพลังงานมืดในรอบ 25 ปี” กล่าว อดัมรีสนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยจอห์น ฮอปกินส์ ผู้ได้รับรางวัลโนเบลจากการค้นพบพลังงานมืดร่วมกันในปี 1998

ข้อสังเกตใหม่มาจากทีมงานเครื่องมือสเปกโทรสโกปีพลังงานมืด (DESI) ซึ่งในวันนี้ได้เปิดเผยแผนที่ของจักรวาลในขอบเขตที่ไม่เคยมีมาก่อน พร้อมด้วยสมบัติล้ำค่าของการวัดที่ได้จากแผนที่ สำหรับนักวิจัยหลายคน ประเด็นสำคัญคือโครงเรื่องที่แสดงให้เห็นว่าการสังเกตที่แตกต่างกันสามแบบรวมกัน ล้วนแต่บอกเป็นนัยว่าอิทธิพลของพลังงานมืดอาจกัดเซาะไปตลอดยุคสมัย

“เป็นไปได้ที่เราเห็นร่องรอยของพลังงานมืดที่กำลังพัฒนา” กล่าว ดิลลอน โบรต์ ของมหาวิทยาลัยบอสตัน ซึ่งเป็นสมาชิกของทีม DESI

นักวิจัยทั้งภายในและภายนอกความร่วมมือต่างเน้นย้ำว่าหลักฐานไม่ชัดเจนพอที่จะอ้างการค้นพบได้ การสังเกตการณ์สนับสนุนการกัดเซาะของพลังงานมืดโดยมีนัยสำคัญทางสถิติปานกลางซึ่งอาจหายไปได้ง่ายเมื่อมีข้อมูลเพิ่มเติม แต่นักวิจัยยังตั้งข้อสังเกตอีกว่าชุดสังเกตการณ์ที่แตกต่างกันสามชุดล้วนชี้ไปในทิศทางที่น่าสนใจเดียวกัน ซึ่งขัดแย้งกับภาพมาตรฐานของพลังงานมืดในฐานะพลังงานภายในสุญญากาศในอวกาศ ซึ่งเป็นปริมาณที่อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เรียกว่า "ค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยา" เพราะธรรมชาติไม่แปรเปลี่ยน

“มันน่าตื่นเต้น” กล่าว เสศ นาดาทูร์ซึ่งเป็นนักจักรวาลวิทยาจากมหาวิทยาลัยพอร์ทสมัธ ซึ่งทำงานด้านการวิเคราะห์ DESI “หากพลังงานมืดไม่คงที่ทางจักรวาลวิทยา นั่นจะเป็นการค้นพบครั้งใหญ่”

การเพิ่มขึ้นของค่าคงที่จักรวาลวิทยา

ในปี 1998 กลุ่มของ Riess พร้อมด้วยทีมนักดาราศาสตร์อีกทีมที่นำโดย Saul Perlmutter ได้ใช้แสงของดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลและกำลังจะตายหลายสิบดวงที่เรียกว่าซูเปอร์โนวาเพื่อส่องสว่างโครงสร้างของจักรวาล พวกเขาค้นพบว่าการขยายตัวของเอกภพนั้นเติบโตเร็วขึ้นเมื่ออายุมากขึ้น

ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ สสารหรือพลังงานใดก็ตามสามารถขับเคลื่อนการขยายตัวของจักรวาลได้ แต่เมื่ออวกาศขยายตัว สสารและพลังงานทุกชนิดที่คุ้นเคยก็จะมีความหนาแน่นน้อยลงเมื่อกระจายออกไปในจักรวาลที่กว้างกว่า เมื่อความหนาแน่นลดลง การขยายตัวของจักรวาลควรจะช้าลง ไม่ใช่เร็วขึ้น

อย่างไรก็ตาม สารชนิดหนึ่งที่ไม่เจือจางตามการขยายตัวของอวกาศก็คือตัวมันเองในอวกาศ ถ้าสุญญากาศมีพลังงานในตัวเอง เมื่อสุญญากาศมากขึ้น (และพลังงานมากขึ้น) ถูกสร้างขึ้น การขยายตัวก็จะเร็วขึ้น ดังที่ทีมงานของ Riess และ Perlmutter สังเกตเห็น การค้นพบการขยายตัวอย่างรวดเร็วของเอกภพเผยให้เห็นการมีอยู่ของพลังงานจำนวนเล็กน้อยที่เกี่ยวข้องกับสุญญากาศในอวกาศ ซึ่งก็คือพลังงานมืด

เพื่อความสะดวก ไอน์สไตน์ได้พิจารณาถึงความเป็นไปได้ดังกล่าวในขณะที่พัฒนาทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป เพื่อหยุดการเจือจางของสสารจากการยุบจักรวาล เขาจินตนาการว่าอวกาศทั้งหมดอาจถูกเติมด้วยพลังงานพิเศษจำนวนคงที่ ซึ่งแสดงด้วยสัญลักษณ์ Λ เรียกว่าแลมบ์ดา และเรียกว่าค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยา สัญชาตญาณของไอน์สไตน์กลับผิดเพี้ยนไป เนื่องจากจักรวาลไม่สมดุลในแบบที่เขาจินตนาการไว้ แต่หลังจากการค้นพบในปี 1998 ว่าอวกาศดูเหมือนจะผลักทุกสิ่งออกไปด้านนอก ค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยาของเขากลับมาและเข้ามาแทนที่ที่เป็นหัวใจของแบบจำลองมาตรฐานจักรวาลวิทยาในปัจจุบัน ซึ่งเป็นชุดของส่วนผสมที่พันกันซึ่งมีชื่อว่า "แบบจำลอง Lambda CDM"

“มันง่าย. มันเป็นหมายเลขหนึ่ง มีเรื่องราวบางอย่างที่คุณสามารถแนบไปกับมันได้ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเชื่อว่าจะคงที่” กล่าว ลิเซีย เวอร์เด้นักจักรวาลวิทยาเชิงทฤษฎีและสมาชิกของความร่วมมือ DESI

ขณะนี้ นักจักรวาลวิทยารุ่นใหม่ที่ใช้กล้องโทรทรรศน์รุ่นใหม่อาจได้ยินเสียงกระซิบแรกของเรื่องราวที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น

การทำแผนที่สวรรค์

หนึ่งในกล้องโทรทรรศน์เหล่านั้นตั้งอยู่บน Kitt Peak ในรัฐแอริโซนา ทีม DESI ได้ติดตั้งกระจกยาวสี่เมตรของกล้องโทรทรรศน์ด้วยเส้นใยหุ่นยนต์ 5,000 เส้นที่จะหมุนไปยังเป้าหมายท้องฟ้าโดยอัตโนมัติ ระบบอัตโนมัติช่วยให้รวบรวมข้อมูลได้เร็วปานสายฟ้าเมื่อเปรียบเทียบกับการสำรวจกาแลคซีหลักก่อนหน้านี้อย่าง Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ซึ่งใช้เส้นใยที่คล้ายกันซึ่งต้องเสียบเข้ากับแผ่นโลหะที่มีลวดลายด้วยมือ ในคืนหนึ่งที่สร้างสถิติล่าสุด DESI สามารถบันทึกตำแหน่งของกาแลคซีเกือบ 200,000 แห่งได้

ตั้งแต่เดือนพฤษภาคม 2021 ถึงมิถุนายน 2022 เส้นใยหุ่นยนต์กลืนโฟตอนที่มาถึงโลกจากยุคต่างๆ ของประวัติศาสตร์จักรวาล นักวิจัยของ DESI ได้แปลงข้อมูลดังกล่าวให้เป็นแผนที่จักรวาลที่มีรายละเอียดมากที่สุดเท่าที่เคยมีมา ประกอบด้วยตำแหน่งที่แม่นยำของกาแลคซีประมาณ 6 ล้านแห่งที่มีอยู่เมื่อประมาณ 2 ถึง 12 พันล้านปีก่อน (จากประวัติศาสตร์ 13.8 พันล้านปีของจักรวาล) “DESI เป็นการทดลองที่ยอดเยี่ยมมากที่สร้างข้อมูลอันน่าทึ่ง” Riess กล่าว

บทนำ

เคล็ดลับในการทำแผนที่ที่แม่นยำของ DESI คือความสามารถในการรวบรวมสเปกตรัมของกาแลคซี ซึ่งเป็นแผนที่อุดมไปด้วยข้อมูลซึ่งบันทึกความเข้มของแสงแต่ละสี สเปกตรัมแสดงให้เห็นว่ากาแลคซีเคลื่อนตัวออกจากเราเร็วแค่ไหน และด้วยเหตุนี้เราจึงเห็นกาแล็กซีในยุคใดของประวัติศาสตร์จักรวาล (ยิ่งกาแลคซีถอยเร็วเท่าไรก็ยิ่งมีอายุมากขึ้นเท่านั้น) ซึ่งช่วยให้คุณระบุตำแหน่งกาแลคซีต่างๆ ที่สัมพันธ์กัน แต่หากต้องการปรับเทียบแผนที่ด้วยระยะทางที่ถูกต้องซึ่งสัมพันธ์กับโลก ซึ่งเป็นข้อมูลสำคัญสำหรับการสร้างประวัติศาสตร์จักรวาลขึ้นมาใหม่ คุณจำเป็นต้องมีสิ่งอื่น

สำหรับความร่วมมือของ DESI บางสิ่งนั้นเป็นระลอกคลื่นความหนาแน่นเยือกแข็งที่ปะติดปะต่อกันซึ่งหลงเหลือมาจากเอกภพในยุคแรกเริ่ม ในช่วงสองสามแสนปีแรกหลังจากบิ๊กแบง จักรวาลเป็นซุปข้นที่ร้อนซึ่งมีสสารและแสงเป็นส่วนใหญ่ แรงโน้มถ่วงดึงสสารเข้าด้านในในขณะที่แสงผลักมันออกไปด้านนอก และการต่อสู้ทำให้เกิดระลอกคลื่นความหนาแน่นที่แผ่ออกไปด้านนอกจากจุดหนาแน่นเริ่มแรกในซุปเพียงเล็กน้อย หลังจากที่จักรวาลเย็นลงและอะตอมก่อตัวขึ้น มันก็กลายเป็นโปร่งใส แสงพุ่งออกไปด้านนอก ปล่อยให้ระลอกคลื่นที่เรียกว่าแบริโอนิกอะคูสติกออสซิลเลชัน (BAO) ค้างอยู่กับที่

ผลลัพธ์ที่ได้คือชุดของทรงกลมที่ทับซ้อนกันโดยมีเปลือกหนาแน่นกว่าเล็กน้อยซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณหนึ่งพันล้านปีแสง ซึ่งเป็นระยะทางที่ BAO มีเวลาในการเดินทางก่อนจะถึงจุดเยือกแข็ง เปลือกหนาแน่นเหล่านั้นก่อตัวเป็นกาแลคซีมากกว่าสถานที่อื่นๆ เล็กน้อย และเมื่อนักวิจัยของ DESI ทำแผนที่กาแลคซีหลายล้านแห่ง พวกเขาสามารถตรวจจับร่องรอยของทรงกลมเหล่านี้ได้ ทรงกลมที่อยู่ใกล้กว่าจะปรากฏใหญ่กว่าทรงกลมที่อยู่ห่างไกล แต่เนื่องจากนักวิจัยของ DESI รู้ว่าทรงกลมทั้งหมดมีขนาดเท่ากัน พวกเขาจึงสามารถบอกได้ว่ากาแลคซีอยู่ห่างจากโลกจริงๆ แค่ไหน และปรับขนาดแผนที่ตามนั้น

เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ส่งผลต่อผลลัพธ์โดยไม่รู้ตัว นักวิจัยได้ทำการวิเคราะห์แบบ "ตาบอด" โดยทำงานร่วมกับการวัดที่ได้รับการสุ่มสับเปลี่ยนเพื่อปิดบังรูปแบบทางกายภาพใดๆ จากนั้น การทำงานร่วมกันได้พบกันที่ฮาวายเมื่อเดือนธันวาคมปีที่แล้ว เพื่อถอดรหัสผลลัพธ์และดูว่าเส้นใยหุ่นยนต์ Kitt Peak สังเกตเห็นแผนที่ประเภทใด

Nadathur ที่กำลังดูถ่ายทอดสดผ่าน Zoom จากบ้านของเขาในสหราชอาณาจักร รู้สึกตื่นเต้นเมื่อแผนที่ถูกเปิดเผย เพราะมันดูแปลกไปเล็กน้อย “หากคุณมีประสบการณ์เพียงพอกับข้อมูล BAO คุณจะเห็นว่ามีบางสิ่งที่จำเป็นซึ่งแตกต่างไปจากแบบจำลองมาตรฐานเล็กน้อย” Nadathur กล่าว “ฉันรู้ว่า Lambda CDM ไม่ใช่ภาพรวมทั้งหมด”

ในสัปดาห์ต่อมา ขณะที่นักวิจัยค้นหาชุดข้อมูลใหม่ วิเคราะห์และผสมกับชุดข้อมูลจักรวาลวิทยาขนาดใหญ่อื่นๆ พวกเขาค้นพบแหล่งที่มาของความแปลกประหลาดและแลกเปลี่ยนข้อความ Slack ที่วุ่นวาย

“เพื่อนร่วมงานคนหนึ่งของฉันโพสต์โครงเรื่องที่แสดงถึงข้อจำกัดด้านพลังงานมืดนี้ และไม่ได้เขียนถ้อยคำใดๆ เลย แค่โครงเรื่องและอิโมจิหัวระเบิด” Nadathur กล่าว

ข้อมูลสำหรับวัน

DESI มุ่งหมายที่จะระบุว่าจักรวาลขยายตัวอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป โดยการสังเกตกาแลคซีประเภทต่างๆ ที่ปรากฏในช่วงเจ็ดยุคประวัติศาสตร์จักรวาลวิทยา จากนั้นพวกเขาจะเห็นว่าสแน็ปช็อตทั้งเจ็ดนี้สอดคล้องกับวิวัฒนาการที่ Lambda CDM คาดการณ์ไว้ได้ดีเพียงใด พวกเขายังพิจารณาด้วยว่าทฤษฎีอื่นๆ ทำได้ดีเพียงใด เช่น ทฤษฎีที่ยอมให้พลังงานมืดแปรผันระหว่างภาพถ่ายแต่ละภาพ

ด้วยปีแรกของข้อมูล DESI เพียงอย่างเดียว Lambda CDM ก็เหมาะกับสแน็ปช็อตเกือบพอๆ กับโมเดลสสารมืดที่แปรผันได้ เมื่อการทำงานร่วมกันรวมแผนที่ DESI เข้ากับภาพถ่ายอื่น ๆ แสงที่เรียกว่าพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิกและแผนที่ซุปเปอร์โนวาสามชุดล่าสุด ทั้งสองทฤษฎีจึงเริ่มแยกออกจากกัน

พวกเขาพบว่าผลลัพธ์แปรผันจากการทำนายของ Lambda CDM 2.5, 3.5 หรือ 3.9 “sigmas” ขึ้นอยู่กับแค็ตตาล็อกซุปเปอร์โนวาสามรายการที่พวกเขารวมไว้ ลองนึกภาพการโยนเหรียญ 100 ครั้ง คำทำนายสำหรับเหรียญยุติธรรมคือ 50 หัว 50 ก้อย ถ้าคุณได้หัว 60 ครั้ง นั่นก็จะห่างจากค่าเฉลี่ย 1 ซิกมา โอกาสที่มันจะเกิดขึ้นโดยบังเอิญ (ตรงข้ามกับการที่เหรียญถูกโกง) คือ 20 ใน 75 หากคุณได้หัว 1 ครั้ง ซึ่งมีโอกาส 2 ใน XNUMX ล้านที่จะเกิดขึ้นแบบสุ่ม นั่นคือผลลัพธ์แบบห้าซิกมา มาตรฐานทองคำสำหรับการอ้างสิทธิ์ในการค้นพบทางฟิสิกส์ ค่าซิกมา DESI ที่ได้รับตกอยู่ที่ไหนสักแห่งในระหว่างนั้น สิ่งเหล่านี้อาจเป็นความผันผวนทางสถิติที่หาได้ยากหรือหลักฐานที่แท้จริงว่าพลังงานมืดกำลังเปลี่ยนแปลง

บทนำ

แม้ว่านักวิจัยจะพบว่าตัวเลขเหล่านี้น่ายั่วยวน แต่พวกเขาก็ยังเตือนไม่ให้อ่านค่าที่สูงกว่ามากเกินไป จักรวาลมีความซับซ้อนมากกว่าเหรียญมากและนัยสำคัญทางสถิติขึ้นอยู่กับสมมติฐานที่ละเอียดอ่อนในการวิเคราะห์ข้อมูล

เหตุผลที่ชัดเจนกว่าสำหรับความกระตือรือร้นก็คือข้อเท็จจริงที่ว่ารายชื่อซูเปอร์โนวาทั้งสามรายการ ซึ่งครอบคลุมกลุ่มซุปเปอร์โนวาที่ค่อนข้างเป็นอิสระ บอกเป็นนัยว่าพลังงานมืดเปลี่ยนแปลงไปในลักษณะเดียวกัน นั่นคือ พลังของมันลดลง หรือตามที่นักจักรวาลวิทยาพูดว่า "ละลาย" “เมื่อเราสลับชุดข้อมูลเสริมเหล่านี้ออกไป ทั้งหมดมีแนวโน้มที่จะมาบรรจบกันที่จำนวนลบเล็กน้อยนี้” Brout กล่าว หากความคลาดเคลื่อนเกิดขึ้นแบบสุ่ม ชุดข้อมูลมีแนวโน้มที่จะชี้ไปในทิศทางที่ต่างกัน

โจชัว ฟรีแมนนักจักรวาลวิทยาจากมหาวิทยาลัยชิคาโกและสมาชิกของความร่วมมือ DESI ที่ไม่ได้ทำงานเกี่ยวกับการวิเคราะห์ข้อมูล กล่าวว่าเขาคงจะดีใจที่เห็น Lambda CDM ล่มสลาย ในฐานะนักทฤษฎี เขาเสนอทฤษฎีการละลายพลังงานมืดในช่วงทศวรรษ 1990 และเมื่อเร็วๆ นี้เขาได้ร่วมก่อตั้งการสำรวจพลังงานมืด ซึ่งเป็นโครงการที่ค้นหาความเบี่ยงเบนจากแบบจำลองมาตรฐานระหว่างปี 2013 ถึง 2019 และสร้างหนึ่งในสามแคตตาล็อกซูเปอร์โนวา DESI ใช้แล้ว. แต่เขายังจำได้ว่าถูกเผาไหม้โดยการหายไปจากความผิดปกติของจักรวาลวิทยาในอดีต “ปฏิกิริยาของฉันต่อสิ่งนี้คือการรู้สึกทึ่ง” แต่ “จนกว่าข้อผิดพลาดจะน้อยลง ฉันจะไม่เขียนสุนทรพจน์เพื่อรับรางวัล [โนเบล]” ฟรีแมนพูดติดตลก

“ถ้าพูดตามสถิติแล้ว มันอาจจะหายไปก็ได้” Brout กล่าวถึงความคลาดเคลื่อนกับโมเดล Lambda CDM “ตอนนี้เรากำลังออกไปทั้งหมดเพื่อดูว่ามันจะเป็นเช่นนั้นหรือไม่”

หลังจากการสังเกตการณ์ในปีที่สามเมื่อต้นสัปดาห์นี้ นักวิจัยของ DESI คาดว่าแผนที่ต่อไปของพวกเขาจะมีกาแลคซีเกือบสองเท่าของแผนที่ที่เปิดเผยในวันนี้ และตอนนี้พวกเขามีประสบการณ์มากขึ้นในการวิเคราะห์ BAO พวกเขาวางแผนที่จะเผยแพร่แผนที่สามปีที่อัปเดตอย่างรวดเร็ว ถัดมาคือแผนที่ห้าปีที่มีกาแล็กซี 40 ล้านกาแล็กซี

นอกเหนือจาก DESI แล้ว เครื่องมือใหม่ๆ จำนวนมากกำลังจะเปิดตัวในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า รวมถึงหอดูดาว Vera Rubin สูง 8.4 เมตรในชิลี กล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมัน Nancy Grace ของ NASA และภารกิจ Euclid ขององค์การอวกาศยุโรป

“ข้อมูลของเราในจักรวาลวิทยาได้ก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในช่วง 25 ปีที่ผ่านมา และกำลังจะก้าวกระโดดครั้งใหญ่” ฟรีแมนกล่าว

ขณะที่พวกเขารวบรวมข้อสังเกตใหม่ๆ นักวิจัยอาจยังคงพบว่าพลังงานมืดปรากฏคงที่เหมือนที่มีมาในรุ่นหนึ่ง หรือหากแนวโน้มดำเนินต่อไปในทิศทางที่แนะนำโดยผลลัพธ์ของ DESI ก็สามารถเปลี่ยนแปลงทุกสิ่งได้

ฟิสิกส์ใหม่

หากพลังงานมืดอ่อนลง ก็ไม่สามารถเป็นค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยาได้ แต่อาจเป็นสาขาประเภทเดียวกับที่นักจักรวาลวิทยาหลายคนคิดว่าจุดประกายให้เกิดการขยายตัวแบบเอ็กซ์โพเนนเชียลระหว่างการกำเนิดของจักรวาล “สนามสเกลาร์” แบบนี้สามารถเติมพลังงานจำนวนหนึ่งในอวกาศที่ดูคงที่ในตอนแรก เหมือนกับค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยา แต่ท้ายที่สุดก็เริ่มเคลื่อนตัวไปตามเวลา

“ความคิดที่ว่าพลังงานมืดแตกต่างกันไปนั้นเป็นเรื่องธรรมชาติมาก” กล่าว พอล สเตนฮาร์ด, นักจักรวาลวิทยาจากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน มิฉะนั้น เขากล่าวต่อว่า “มันจะเป็นพลังงานรูปแบบเดียวที่เรารู้จักซึ่งคงที่อย่างแน่นอนในอวกาศและเวลา”

แต่ความแปรปรวนนั้นจะนำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์ที่ลึกซึ้ง กล่าวคือ เราจะไม่อยู่ในสุญญากาศ ซึ่งถูกกำหนดให้เป็น สถานะพลังงานต่ำสุดของจักรวาล- แต่เราจะอยู่ในสภาวะที่มีพลังซึ่งค่อย ๆ เลื่อนไปสู่สุญญากาศที่แท้จริง “เราเคยคิดว่าเรากำลังอยู่ในสุญญากาศ” Steinhardt กล่าว “แต่ไม่มีใครสัญญากับคุณแบบนั้น”

ชะตากรรมของจักรวาลจะขึ้นอยู่กับความเร็วของจำนวนที่ก่อนหน้านี้เรียกว่าค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยาลดลง และจะไปได้ไกลแค่ไหน ถ้ามันถึงศูนย์ ความเร่งของจักรวาลจะหยุดลง หากลดลงต่ำกว่าศูนย์มากพอ การขยายตัวของอวกาศจะกลายเป็นการหดตัวช้าๆ ซึ่งเป็นการกลับตัวที่จำเป็นสำหรับ ทฤษฎีวัฏจักรของจักรวาลวิทยาเช่นที่พัฒนาโดย Steinhardt

นักทฤษฎีสตริงมีมุมมองที่คล้ายกัน ด้วยข้อเสนอของพวกเขาที่ว่าทุกสิ่งทุกอย่างขึ้นอยู่กับการสั่นสะเทือนของเชือก พวกเขาสามารถสานต่อจักรวาลที่มีจำนวนมิติต่างกันและอนุภาคและพลังที่แปลกใหม่ทุกรูปแบบ แต่พวกเขา ไม่สามารถสร้างได้ง่าย จักรวาลที่รักษาพลังงานเชิงบวกที่มั่นคงอย่างถาวร ดังที่จักรวาลของเราดูเหมือนจะเป็นเช่นนั้น ในทางทฤษฎีสตริง พลังงานจะต้องลดลงอย่างช้าๆ ในช่วงเวลาหลายพันล้านปี หรือลดลงอย่างรุนแรงจนเหลือศูนย์หรือค่าลบ “โดยพื้นฐานแล้ว นักทฤษฎีสตริงทุกคนเชื่อว่าเป็นอย่างใดอย่างหนึ่ง เราไม่รู้ว่าอันไหน” กล่าว คัมรัน วาฟา มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด

หลักฐานเชิงสังเกตของการลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปของพลังงานมืดจะเป็นประโยชน์สำหรับสถานการณ์การล่มสลายอย่างอ่อนโยน “นั่นจะน่าทึ่งมาก มันจะเป็นการค้นพบที่สำคัญที่สุดนับตั้งแต่การค้นพบพลังงานมืดเอง” วาฟากล่าว

แต่สำหรับตอนนี้ การคาดเดาดังกล่าวมีรากฐานมาจากการวิเคราะห์ DESI ในรูปแบบที่หลวมที่สุดเท่านั้น นักจักรวาลวิทยาจะต้องสังเกตกาแล็กซีอีกหลายล้านกาแล็กซีก่อนที่จะคิดเรื่องการปฏิวัติอย่างสนุกสนาน

“หากยังคงอยู่ต่อไป มันก็สามารถเปิดทางไปสู่ความเข้าใจจักรวาลใหม่ที่อาจลึกซึ้งยิ่งขึ้น” Riess กล่าว “อีกไม่กี่ปีข้างหน้าน่าจะเปิดเผยมาก”

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก ควอนทามากาซีน