Az eddigi felfogás és az új kihívás
Több mint száz éve világos, hogy a világegyetem folyamatosan tágul, sőt, ez a tágulás gyorsul. Ezt a gyorsulást az úgynevezett sötét energia hajtja, amely az univerzum szövetében rejtőzik, és a galaxisokat egymástól távolítja. Az eddig uralkodó kozmológiai modell – a Lambda-hideg sötét anyag (ΛCDM) – abból indult ki, hogy a sötét energia időben változatlan. Holott a legfrissebb megfigyelések, köztük a Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) eredményei most azt vetik fel, hogy a sötét energia valójában dinamikus lehet, időben változhat.
Gigászi szimulációk új eredményei
Japán csúcskategóriás szuperszámítógépén, a Fugaku szuperszámítógépen végeztek el példátlan nagyságú kozmológiai szimulációkat, hogy kiderítsék, egy időben változó sötét energia valóban átalakítja-e az univerzum szerkezetét. Három, a korábbi próbálkozásokat nyolcszorosan túlszárnyaló szimuláció futott le: az egyik a hagyományos ΛCDM-modellt, a másik kettő a dinamikus sötét energia hatásait vizsgálta. Az egyik modell a DESI első éves adataiból származtatta paramétereit, így megmutatta, milyen lehet az univerzum, ha a sötét energia tényleg változik.
A változó sötét energia látványos hatásai
Alapvetően a sötét energia változékonysága önmagában még csak apró módosításokat okozott. Külön figyelmet érdemel, hogy a DESI-adatok alapján 10 százalékkal magasabb anyagsűrűséggel számolva már látványos különbségek jelentek meg. Az erősebb gravitáció miatt sokkal gyorsabban és nagyobb számban jöttek létre masszív galaxishalmazok: a dinamikus modell akár 70 százalékkal több ilyen halmazt jelez az univerzum korai szakaszában, mint a hagyományos modell. Ezekből áll össze a kozmikus váz, amely mentén a galaxisok és galaxiscsoportok rendeződnek.
Kozmikus nyomok és megerősített bizonyítékok
A vizsgálatban fontos szerepet játszottak a barionos akusztikus oszcillációk (BAO), vagyis azok a hanghullámok, amelyek az ősi univerzumban, még a csillagok kialakulása előtt hullámoztak végig az anyagon. A DESI-alapú dinamikus modellben a BAO-csúcs 3,71 százalékkal tolódott el kisebb skálák felé, ezzel szinte tökéletesen egyezett a tényleges DESI-mérésekkel.
Erősebb galaxishalmazok, új kozmológia
A galaxisok csoportosulását is vizsgálták: a változó sötét energia modelljében kisebb skálán is erősebb lett a halmozódás, ami szintén a nagyobb anyagsűrűség eredménye. Következésképpen a dinamikus sötétenergia-modellek nemcsak a teóriáknak felelnek meg, hanem a valós megfigyelésekhez is közelebb visznek.
Új irány a kozmológiai kutatásban
A jövőbeli égboltfelmérések, például a Subaru Prime Focus Spectrograph vagy a DESI további eredményei várhatóan még közelebb visznek ahhoz, hogy pontosan megértsük az univerzum tágulásának valódi mozgatórugóit. Az új modellek stabil elméleti alapot adnak a következő generációs felmérések értelmezéséhez is, ezért a sötét energia kutatása előtt izgalmas időszak áll.
