Τι είναι η σκοτεινή ενέργεια;
Είναι αυτό που κάνει το σύμπαν να επιταχύνεται, αν πράγματι υπάρχει ένα «πράγμα» που το κάνει αυτό.
Και τι σημαίνει ότι το σύμπαν «επιταχύνεται»;
Κατ αρχάς, το σύμπαν επεκτείνεται: όπως βρήκε ο Hubble, οι απόμακροι γαλαξίες απομακρύνονται από εμάς με ταχύτητες που είναι περίπου ανάλογες με την απόστασή τους. "Επιτάχυνση" σημαίνει ότι οι ταχύτητες που απομακρύνονται μεταξύ τους οι γαλαξίες συνεχώς μεγαλώνουν. Οι γαλαξίες δηλαδή απομακρύνονται από εμάς με επιταχυνόμενο ρυθμό.
Δεν υπάρχει ένας πιο αφηρημένος και επιστημονικός τρόπος για να το πούμε;
Η σχετική απόσταση μεταξύ πολύ απομακρυσμένων γαλαξιών μπορεί να συνοψιστεί σε μία μόνο ποσότητα, που ονομάζεται «παράγοντας ή συντελεστής κλίμακας», που συχνά γράφεται ως a(t) ή R(t). Ο συντελεστής κλίμακας είναι βασικά το "μέγεθος" του σύμπαντος, αν και δεν είναι πραγματικά το “μέγεθος” του γιατί το σύμπαν μπορεί να είναι απείρως μεγάλο. Για να το πούμε αλλιώς – με μεγαλύτερη ακρίβεια -, είναι το σχετικό μέγεθος του χώρου από στιγμή σε στιγμή. Η διαστολή του σύμπαντος είναι το γεγονός χάρις στο οποίο ο συντελεστής κλίμακας αυξάνεται με τον χρόνο. Η επιτάχυνση του σύμπαντος είναι το γεγονός που αυτός αυξάνεται συνεχώς με αυξανόμενο ρυθμό – η δεύτερη παράγωγος του είναι θετική, αν θέλουμε να το πούμε με μαθηματικό τρόπο.
Αυτό σημαίνει ότι η σταθερά του Hubble, που μετρά το ρυθμό διαστολής, αυξάνεται;
Όχι Η "σταθερά" Hubble (ή "παράμετρος" Hubble, εάν θέλετε να αναγνωρίσουμε ότι αλλάζει με το χρόνο) χαρακτηρίζει τον ρυθμό διαστολής, αλλά δεν είναι απλά η παράγωγος του συντελεστή κλίμακας: είναι η παράγωγος διαιρεμένη με τον ίδιο τον συντελεστή κλίμακας. Γιατί; Διότι τότε είναι μια φυσικά μετρήσιμη ποσότητα, κι όχι κάτι που μπορεί να αλλάξει με την αλλαγή των συμβάσεων.
Αν το σύμπαν επιβραδυνόταν, η σταθερά του Hubble θα έπρεπε να μειώνεται. Αν η σταθερά του Hubble αυξάνεται, το Σύμπαν επιταχύνεται. Αλλά υπάρχει κι ένα ενδιάμεσο καθεστώς στο οποίο το Σύμπαν επιταχύνεται, αλλά η σταθερά του Hubble μειώνεται – και αυτό ακριβώς νομίζουμε ότι συμβαίνει! Η ταχύτητα των επιμέρους γαλαξιών αυξάνεται, αλλά χρειάζεται ολοένα και περισσότερος χρόνος για να διπλασιαστεί το σύμπαν σε μέγεθος.
Ας το πούμε με έναν άλλο τρόπο: Ο νόμος του Hubble αφορά την ταχύτητα v ενός γαλαξία σε απόσταση d, όπου v = H*d. Η ταχύτητα μπορεί να αυξηθεί ακόμη και αν η παράμετρος του Hubble μειώνεται, εφ ‘όσον όμως μειώνεται πιο αργά από ό,τι αυξάνει η απόσταση.
Μήπως οι αστρονόμοι περιμένουν ένα δισεκατομμύριο χρόνια και να μετρήσουν τη ταχύτητα των γαλαξιών και πάλι;
Όχι, μετράμε τη ταχύτητα των γαλαξιών που είναι πολύ μακριά. Επειδή το φως ταξιδεύει σε σταθερή ταχύτητα, εσείς στην πραγματικότητα κοιτάτε στο μακρινό παρελθόν. Η ανακατασκευή του ιστορικού για το πώς άλλαξαν οι ταχύτητες από το παρελθόν, μας αποκαλύπτει ότι το Σύμπαν επιταχύνεται.
Πώς θα μετρήσουμε την απόσταση έως τους πολύ μακρινούς γαλαξίες;
Δεν είναι εύκολο. Η πιο ισχυρή μέθοδος είναι να χρησιμοποιήσετε ένα "πρότυπο κερί" – κάποιο αντικείμενο που να είναι αρκετά φωτεινό για να το δείτε από μεγάλη απόσταση, και των οποίων η εγγενής φωτεινότητα είναι γνωστή. Στη συνέχεια, μπορείτε να υπολογίσετε την απόσταση απλά μετρώντας πόσο φωτεινό είναι στην πραγματικότητα: όσο πιο εξασθενημένο τόσο πιο μακριά είναι.
Δυστυχώς, δεν υπάρχουν πρότυπα κεριά.
