Nu 13, ci 27 de miliarde de ani. Descoperirea care rescrie manualele de astronomie și anulează o „componentă cheie” a cosmosului

Timp de decenii, imaginea noastră despre cosmos s-a bazat pe o fundație misterioasă: majoritatea Universului este alcătuită din componente invizibile, cunoscute sub numele de materie întunecată și energie întunecată. Această imagine standard a modelat totul, de la manualele școlare la misiunile spațiale. Totuși, o întrebare persistentă a rămas: de ce nu am reușit niciodată să detectăm direct aceste componente „întunecate”?

Are Universul 27 de miliarde de ani?

Acum, un nou studiu îndrăzneț contestă acest pilon al cosmologiei, sugerând că poate nu avem nevoie deloc de ele. Fizicianul Rajendra Gupta de la Universitatea din Ottawa propune un model care nu doar că elimină materia întunecată, ci și dublează vârsta estimată a Universului la aproape 27 de miliarde de ani.

„Descoperirile studiului confirmă faptul că lucrarea noastră anterioară despre vârsta universului de 26,7 miliarde de ani ne-a permis să descoperim că universul nu are nevoie de materie întunecată pentru a exista”, a explicat Gupta.

O teorie hibridă: lumina obosită și constantele schimbătoare

Abordarea lui Gupta combină două concepte considerate anterior marginale: constantele de cuplare covariante (CCC) și „lumina obosită” (TL).

Teoria CCC pune sub semnul întrebării dacă forțele fundamentale ale naturii, pe care le considerăm constante, s-ar putea schimba de fapt de-a lungul erelor cosmice. Dacă aceste „constante” ar varia, chiar și infinitezimal, calculele noastre despre evoluția Universului s-ar schimba dramatic.

Pe de altă parte, teoria „luminii obosite” oferă o explicație alternativă pentru deplasarea spre roșu a luminii de la galaxiile îndepărtate. În modelul standard, această deplasare este dovada expansiunii Universului, care „întinde” undele de lumină. TL sugerează că fotonii pierd treptat energie în timp ce călătoresc pe distanțe cosmice vaste, ceea ce le face să pară mai roșii.

Împreună, modelul CCC+TL al lui Gupta încearcă să explice observațiile cosmice fără a invoca entități invizibile.

De ce am crezut în materia întunecată?

Ideea materiei întunecate nu a fost o simplă speculație. Încă din anii 1930, astronomul Fritz Zwicky a observat că roiurile de galaxii se mișcau ca și cum ar fi fost supuse unei gravitații mult mai puternice decât cea generată de materia lor vizibilă.

Mai târziu, observațiile au arătat că stelele de la periferia galaxiilor se rotesc mult prea repede – ar fi trebuit să fie aruncate în spațiu dacă nu ar fi existat o masă suplimentară, invizibilă, care să le mențină prin gravitație. Efectul de lentilă gravitațională, curbarea luminii de către masă, a confirmat, de asemenea, prezența unei gravitații mai mari decât cea explicată de stele și gaz.

În Modelul Standard, materia întunecată reprezintă aproximativ 27% din Univers, în timp ce materia obișnuită, vizibilă, constituie mai puțin de 5%. Restul este atribuit energiei întunecate, forța misterioasă care se crede că accelerează expansiunea cosmică.

Un Univers fără forțe întunecate

Modelul lui Gupta oferă explicații alternative. În loc de energie întunecată, el susține că expansiunea accelerată a Universului este un rezultat al slăbirii treptate a forțelor naturii de-a lungul timpului cosmic.

Mai mult, el argumentează că, prin combinarea efectelor constantelor variabile cu pierderea de energie a „luminii obosite”, observațiile cheie, cum ar fi distribuția galaxiilor la diferite distanțe, pot fi explicate fără a adăuga materie întunecată în ecuații.

„Spre deosebire de teoriile cosmologice standard, […] descoperirile noastre indică faptul că această expansiune se datorează slăbirii forțelor naturii, nu energiei întunecate”, a afirmat Gupta.

Testul suprem: datele observaționale

Dacă modelul CCC+TL se dovedește corect, ar revoluționa înțelegerea noastră despre cosmos. Ar oferi noi perspective asupra fundalului cosmic de microunde, a formării galaxiilor și a cronologiei Universului. Cu toate acestea, afirmațiile extraordinare necesită dovezi extraordinare.

Orice model alternativ trebuie să se potrivească perfect cu o gamă largă de observații precise: hărțile detaliate ale lentilelor gravitaționale, distribuția punctelor calde și reci din fundalul de microunde și modul în care galaxiile se grupează în structuri gigantice.

Modelul lui Gupta trebuie să facă predicții clare și testabile. Dacă constantele naturii variază, acest lucru ar trebui să lase o amprentă detectabilă în spectrul de lumină al quasarilor îndepărtați. Dacă „lumina obosește”, acest efect trebuie să fie măsurabil și distinct de alte fenomene.

Este esențial să privim acest studiu în contextul mai larg al metodei științifice. În cosmologie, modelul standard (cu materie și energie întunecată) este rezultatul a decenii de date coroborate de la mii de cercetători. O teorie nouă și radicală, precum cea a profesorului Gupta, reprezintă un pas vital în procesul de inovare, forțând comunitatea să reevalueze ipotezele de bază.

Totuși, drumul de la o lucrare provocatoare la un consens științific este lung și anevoios. Acceptarea sa va depinde exclusiv de capacitatea modelului de a face predicții verificabile și de a fi validat independent de alte echipe de cercetare din întreaga lume. Acum, rămâne de văzut dacă Universul este de acord. Măsurătorile viitoare, realizate cu instrumente din ce în ce mai precise, vor valida sau vor respinge această nouă imagine a cosmosului.

Studiul a fost publicat în The Astrophysical Journal.