Może istnieć egzotyczna forma ciemnej energii czającej się we wszechświecie, co może wyjaśniać upartą rozbieżność w pomiarach szybkości ekspansji wszechświata.
Ta tak zwana wczesna ciemna energia mogła istnieć w niemowlęctwie wszechświata, a wkrótce potem zniknęła. To z kolei wyjaśniałoby, dlaczego wskaźniki ekspansji się nie zgadzają.
Ciemna energia jest nieznaną, tajemniczą formą energii, która przenika przestrzeń, wypychając wszechświat na zewnątrz z coraz większą prędkością. Ale w ciągu ostatnich dwudziestu lat naukowcy badający przyspieszającą ekspansję wszechświata znaleźli dwa bardzo różne wskaźniki. Pierwsze światło wszechświatów - kosmiczne promieniowanie mikrofalowe tła lub CMB - sugeruje niższą szybkość ekspansji przestrzeni niż badania supernowych i pulsujących gwiazd w pobliskim wszechświecie. Innymi słowy, wszechświat wydaje się teraz rozszerzać szybciej, niż można by to przewidzieć na podstawie jego wyglądu we wczesnej historii, krótko po Wielkim Wybuchu.
To nieporozumienie nazwano „napięciem Hubble'a”. Ponieważ współczynnik CMB jest sprzeczny z innymi szacunkami, a ponieważ jego obliczenia opierają się na modelach kosmologicznych, uważa się, że czegoś brakuje w tym modelu - takie jak nowe prawa fizyki lub nieznane typy materii.
Nowy artykuł, opublikowany 4 czerwca w czasopiśmie Physical Review Letters, sugeruje, że wczesna ciemna energia może być brakującym elementem, który zmienia wczesne tempo ekspansji wszechświata. Jeśli tak, ta wczesna ciemna energia subtelnie wpłynęłaby na wygląd CMB, wyjaśniając, dlaczego zmierzone rozszerzenie jest niższe niż oczekiwano. Przyszłe obserwacje CMB w wysokiej rozdzielczości mogą być w stanie wykazać, czy wczesna ciemna energia naprawdę istniała w młodym wszechświecie.
„Rola tej wczesnej ciemnej energii ma wpływ na tempo ekspansji około 100 000 lat po Wielkim Wybuchu”, Vivian Poulin, główny autor nowego artykułu i badacz w Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, oddział Francuskiego Narodowego Centrum Naukowego Badania we Francji, powiedział Live Science. „W tamtym czasie stanowiłyby do 10% całkowitej gęstości energii we wszechświecie”.
Proponowana wczesna ciemna energia nie przetrwałaby długo - prawdopodobnie zaniknie po zaledwie kilkuset tysiącach lat. We wczesnym wszechświecie ta ciemna energia działałaby jak wcześniejsza, tymczasowa stała kosmologiczna - nieznany czynnik, który służy do wyjaśnienia bieżącej, przyspieszającej ekspansji naszego wszechświata, a także ekspansji tuż po Wielkim Wybuchu. Gdy jednak zniknie, tempo ekspansji wszechświata zostanie ponownie określone przez współczesną stałą kosmologiczną - obecną ciemną energię.
„Istnieje wiele modeli na rynku, które mogłyby wyprodukować”, powiedział Poulin dla Live Science. „Ten, który zaproponowaliśmy, jest inspirowany teorią strun”.
Naukowcy będą nadal badać konsekwencje wczesnej ciemnej energii dla formowania się wszechświata, w tym na wielkoskalowych strukturach galaktyk. Poulin powiedział, że nadchodzące misje, takie jak Wielki Synoptyczny Teleskop Badawczy i teleskop Euklidesowe, mogą bezpośrednio przetestować oznaki wczesnej ciemnej energii w ciągu zaledwie pięciu lat.
„Myślę, że bardzo ważne jest, aby myśleć o nowatorskich sposobach rozwiązania problemu napięcia, tak jak robią to autorzy” - powiedziała Live Science Wendy Freedman, astronom z University of Chicago, który nie był zaangażowany w nową pracę. „Ostatecznie zostanie to rozwiązane empirycznie przy użyciu danych o większej dokładności. A eksperymenty i programy opracowywane w ciągu najbliższych kilku lat powinny być w stanie przetestować te modele i rozstrzygnąć to pytanie zdecydowanie”.
