Energia întunecată este enigma din inima fizicii moderne: universul ar trebui să fie inundat de lucruri, dar nu a fost văzută niciodată și natura lui este necunoscută.
Când se confruntă cu un mister de asemenea proporții epice, simpla eliminare a anumitor opțiuni este considerată un succes. Săptămâna aceasta, un astfel de avans, folosind un experiment desktop ingenios de simplu, a fost recunoscut de prestigiosul premiu Blavatnik pentru tinerii oameni de știință.
Profesorul Clare Burrage, de la Universitatea din Nottingham și beneficiarul premiului de 100.000 de lire sterline, a spus: „Nu știm ce este energia întunecată. Este numele pe care îl dăm ceva ce nu înțelegem, așa că putem începe să vorbim despre asta. Și când se știe atât de puțin, chiar și excluderea lucrurilor se simte ca un mare progres.”
Energia întunecată a fost concepută pentru a umple un gol enorm în fizica teoretică. Oamenii de știință au prezis că, din cauza tragerii în interior a gravitației, expansiunea universului ar trebui să încetinească. Dar observațiile stelelor îndepărtate au arătat că, în schimb, expansiunea universului se accelerează.
Energia întunecată este un substituent pentru tot ceea ce propulsează această expansiune și, pentru a echilibra ecuațiile necesare, trebuie să reprezinte 70% din conținutul universului.
O teorie populară este că energia întunecată este o „forță cameleonică”, care își ajustează proprietățile în funcție de mediul local. „În medii dense, forța ta devine foarte scurtă, dar în spațiul gol devine foarte lungă”, a spus Burrage.
Acest lucru ar putea explica modul în care forța evazivă ar putea fi suficient de puternică pentru a guverna soarta întregului univers, dar să rămână imperceptibilă în propriul nostru sistem solar.
De obicei, experimentele cu energia întunecată implică observatoare spațiale, acceleratoare enorme de particule sau detectoare îngropate adânc în subteran. Cu toate acestea, munca teoretică a lui Burrage a demonstrat că obiectele mici și ușoare aflate în mediul aproape de vid de pe Pământ pot simți încă întreaga forță a energiei întunecate. Cu colegii de la Nottingham și Imperial College London, Burrage a conceput o „capcană cameleonică” care ar putea fi construită într-un laborator.
Configurația a implicat aruncarea atomilor ultra-reci într-o cameră de vid de dimensiunea unei mingi de bowling, care conținea o bucată de aluminiu. Dacă a existat o forță cameleonică, aceasta ar trebui să aibă o valoare mai mare în spațiul gol și să fie „ascunsă” în apropierea bulgărului greu de metal.
Urmărind cu precizie mișcarea atomilor folosind lumina laser pulsată, echipa căuta orice accelerații neașteptate care ar putea fi datorate unei forțe cameleonice.
„Vrei să vezi dacă există o forță suplimentară care trage atomii în lateral”, a spus Burrage. „Evident că ar fi fost minunat să vezi ceva.”
Din păcate, nu au fost descoperite forțe misterioase, dar experimentul a reușit să stoarce valorile posibile pe care o forță cameleonică le-ar putea lua într-o fereastră mică. „Cu o actualizare a experimentului sperăm să închidem acea fereastră”, a spus Burrage. „Este cu siguranță realizabil din punct de vedere tehnologic.”
Descoperirile au avut o primire pozitivă, a spus Burrage, în ciuda faptului că unii teoreticieni au petrecut ani de zile creând forțe cameleonice ipotetice. „Când ești teoretician, pui lucruri în lume și de multe ori oamenii spun doar „Oh, e frumos” și merg mai departe”, a spus ea. „Așa că oamenii erau încântați să vadă că se fac teste.”
Unii pot fi descurajați de șansele înguste ale unei descoperiri într-un domeniu în care se cunoaște atât de puțin, dar pentru Burrage aceasta este atracția de a lucra la energia întunecată. „Sunt foarte încăpățânată – este o trăsătură de familie”, a spus ea. „Sunt un alpinist în timpul liber. Îmi place provocarea și nu renunț ușor.”
Activitatea ei actuală se concentrează pe utilizarea datelor din misiunea Gaia a Agenției Spațiale Europene (Esa), care realizează măsurători detaliate ale stelelor din Calea Lactee. Misiunea Euclid a Esa, care se concentrează direct pe problema energiei întunecate, este de așteptat să fie lansată în acest an. Misiunea va analiza modul în care universul a evoluat în ultimii 10 miliarde de ani pentru a căuta amprente de energie întunecată.
„Euclid este cel mare”, a spus Burrage. „Va cartografi distribuția galaxiilor pe care le putem vedea pe cer”.
Misiunea va observa până la 2 miliarde de galaxii folosind lumina infraroșie și vizibilă pentru a le studia forma și mișcarea. Scopul este de a obține o imagine mai precisă a forțelor concurente ale gravitației, care fac galaxiile să se aglomereze, și a energiei întunecate, care conduce expansiunea accelerată a spațiului.
„Faptul că se știe atât de puțin este incitant”, a spus Burrage. „Se simte ca undeva unde poți face progrese mari.”
