Tamsioji materija, tamsioji energija, tamsusis… magnetizmas? (2)

 Būsime vieniši, kai kosmosas pasens. Jo žvilganti gausa palengva blės, nesuskaičiuojamoms galaktikoms dingstant iš akiračio. Po dešimčių milijardų metų liks tik kaimyninių galaktikų pulkelis, žvelgiantis į tuščią erdvę.

Ši niūri ateitis artinasi, nes erdvė plečiasi vis sparčiau, leisdama nutolusioms sritims pasitraukti už ribos, kur šviesa dar gali mus pasiekti. Tokio apgailėtino likimo kaltininką vadiname tamsiąja energija, bet prie jos tapatybės išsiaiškinimo nepriartėjome. Ar kaltininkas gali būti stumianti jėga, kylanti iš tuščios erdvės energijos, ar gravitacijos pokyčio dėl didelio atstumo? Kiekvienas paaiškinimas turi savo žavesio, bet ir rimtų problemų.

O kas, jei ta paslaptingoji jėga, veikianti šviesą, yra pačios šviesos nepažįstamas aidas? Šviesa tėra elektromagnetinės jėgos išraiška, ir įprastinės fizikos draudžiamos bangos, kurių ilgis trilijonus kartų didesnis, nei stebima visata, gali paaiškinti tamsiosios energijos pikta lemiantį buvimą. Tai drąsiai tvirtina du kosmologai, manantys, kad tokios bangos taip pat galėtų paaiškinti paslaptingus magnetinius laukus, persmelkiančius net tuščiausius visatos plotus. Mažesnės jų versijos gali kilti iš mūsų galaktikos juodųjų bedugnių.

Praėjo beveik du dešimtmečiai nuo to laiko, kai supratome, kad plečiasi pati visata. Tai grindžiama pastebėjimu, kad toliau esančios supernovos yra blankesnės, nei turėtų būti ir šis atradimas uždirbo jo autoriams Nobelio premiją fizikos srityje 2011 metais.

Pagrindinis tamsiosios energijos paslapties įtariamasis yra kosmologinė konstata, nekintanti energija, galinti kilti iš trumpaamžių, virtualių dalelių, kurios, pasak kvantinės teorijos, nuolatos tik ir knibžda šiaip jau tuščioje erdvėje.

Mutavusi gravitacija

Tam, kad sukeltų tokį greitėjimą, kokį matome, tamsiosios energijos tankis turėtų būti apie pusę džaulio kubiniame kilometre erdvės. Tačiau, kai fizikai bando suskaičiuoti virtualių dalelių energiją, atsakymas būna arba tiksliai nulis (kas yra blogai), arba kažkas tokio milžiniško, kad tuščia erdvė suplėšytų visą materiją į skutelius (kas yra labai blogai). Pastaruoju atveju atsakymas yra 10¹²⁰ kartų didesnis ir pretenduoja į patį netiksliausią fizikos spėjimą.

Ši kliūtis pastūmėjo kai kuriuos tyrėjus kita kryptimi. Jie teigia, kad tamsioji energija yra visiškai kita gravitacijos pusė. Daugelio milijardų šviesmečių atstumu ji gali pasikeisti iš traukiančios jėgos į stumiančią.

Bet su gravitacija elgtis taip atsainiai neatsargu. Einšteino bendroji reliatyvumo teorija apibūdina gravitaciją kaip laiko ir erdvės išlinkimą ir numato planetų ir erdvėlaivių judėjimą saulės sistemoje labai tiksliai. Bandant pritempti teoriją prie kosminio masto plėtimosi greitėjimo, ji dažniausiai darosi netinkama naudoti arčiau namų.

Tačiau tai nesustabdė daugelio fizikų nuo ėjimo šiuo keliu. Visai neseniai, Jose Beltrán ir Antonio Maroto buvo vieni iš tokių. 2008 metais Madrido Komplutensės universitete, Ispanijoje, jie tyrinėjo tam tikrą mutavusios gravitacijos modelį, vadinamąją vektorių-tenzorių teoriją, kuri, jų manymu galėjo pamėgdžioti tamsiąją energiją. Tada atėjo staigus supratimas. Naujoji teorija turėjo aprašyti keistą gravitacijos versiją, bet jos lygtys buvo neįtikėtinai panašios į kitos jėgos veikimą aprašančią matematiką. „Jos atrodė kaip elektromagnetizmas,“ prisimena Beltrán, dabar dirbantis Ženevos universitete Šveicarijoje. „Pradėjome manyti, kad čia gali būti ryšys.“

Tad jie nusprendė pažiūrėti, kas atsitiktų, jeigu jų matematika aprašytų ne mases ir erdvėlaikį, o magnetus ir įtampas. Tam reikėjo naujai pažvelgti į elektromagnetizmą. Kaip dauguma gamtos fundamentaliųjų jėgų, elektromagnetizmas geriausiai suprantamas kaip reiškinys, kuriame viskas padalinta į mažus gabaliukus, kitaip – kvantus. Šiuo atveju kvantai yra fotonai: bemasės, bekrūvės dalelės, pernešančios kintančius elektrinius ir magnetinius laukus, tarp kurių judėjimo krypčių yra status 90⁰ kampas.

- Vytautas Povilaitis

technologijos.lt