TLDR: Nový balík mapování viditelného vesmíru skrze projekt DESI znovu – a na větší porci dat – posiluje debatu o tom, zda temná energie nemůže v čase slábnout. Výstup tuna.

Jako každý miluju dobrý atlas, pěknou mapu, sexy glóbus! Ale zatímco tyhle srandy máme z hlediska Země, neřku-li naší soustavy, dokonce i našeho koutku galaxie už poměrně zmáknutí… Atlas celého viditelného vesmíru je silnější kafe!

Přesto něco právě takového nedávno vyplivnul projekt DESI, tedy Dark Energy Spectroscopic Instrument – ten totiž během pěti let vytvořil dosud největší detailní trojrozměrnou mapu vesmíru. Ale to, co nám ukazuje, může fyziky ještě pěkně postrašit!

„Proč to trvalo tak dlouho?“

Vesmír, a možná to někoho překvapí, je jak trojrozměrná záležitost, tak má rovněž problém s obrovskými rozměry. Různé hvězdy svítí různě jasně, a je do určité míry problém zjistit, kde přesně se relativně k nám nacházejí…

V reálu je to ještě složitější, protože jen z polohy jedné tečky (hvězdy, kvasaru, galaxie…) můžete odhadnout vzdálenost, ale kvůli trapně nízké rychlosti světla v praxi místní končiny už dneska mohou vypadat jinak, než když k nám z nich vyšlo světlo. Tenhle aspekt jaksi DESI už neřeší a ani nemůže řešit – ale je dobré ho zmínit, protože občas někdo přijde s tím, že vesmír by jistě vypadal kvůli rychlosti světla jinak.

Mno, ano – ale s tím bez nadsvětelného pohonu nic neuděláme.

„OK, takže je to limitovaná mapa – z čeho vznikla?“

Původně vědátoři čekali, že změří asi 34 milionů galaxií a kvasarů – jejich metodika ale fungovala tak dobře, že jich nakonec nasbírala přes 47 milionů, plus dalších 20 milionů hvězd v naší Mléčné dráze!

Nejde ovšem jenom o mapu různých končin. Ze zjištěného rozložení galaxií v prostoru se dá zpětně vyčíst, jak se vesmír rozpínal v různých obdobích své historie. A to je právě hlavní cíl DESI – zmapovat míru aktivity temné energie, tedy tajemné složky vesmíru, která tvoří asi 70 % energetické hustoty vesmíru a zodpovídá za to, že se rozpínání vesmíru zrychluje.

O tomhle jsme psali už před rokem a něco, kdy DESI vydala první průběžnou mapu – ta naznačovala, že se temná energie v čase může měnit, a možná dokonce slábne. Fčil přitom tuhle možnost posiluje analýza DESI DR2 z prvních tří let dat!

„No a co když se temná energie mění, co z toho?“

To samo o sobě by znamenalo problém pro dnešní standardní model kosmologie vesmíru ΛCDM, který stojí na tom, že temná energie je v základní verzi kosmologická konstanta – tedy se v čase nemění. Bylo by nutno přijít s modelem novým, což je pro kosmology věru vzrušující možnost!

Avšak prozatím je to furt jen možnost. DESI DR2 z prvních tří let dat signál možné proměnlivosti temné energie posílila, ale plná kosmologická analýza kompletní pětiletky se teprve chystá. Pořád jsme tedy ještě na úrovni „hmm, tohle je divné“, ne „fyziko, přepiš se“. Zvyšuje to ovšem jazýček vah proti nejjednoduššímu statickému pojetí temné energie v rámci ΛCDM modelu…

Od publikace balíku DESI se již objevily některé nápady, jak svízel řešit i bez změny fyziky – věc je totiž ještě složitější, než to působilo z předminulých odstavců. Míra rozpínání se totiž nejen blbě měří na větší vzdálenosti, ale její interpretaci mohou komplikovat i lokální rozdíly v hustotě hmoty a struktura vesmíru jako taková. S tímhle souvisí dříve nastřelená timescape kosmologie…

„Aha, takže DESI nic neukázala?“

No to ne – je to celý o debatě! Přidala další důvod ΛCDM bedlivě vyslýchat pod lampou, v praxi ale rozhodnutí není na vědátorech z DESI. Je na dalším pokecu mezi fyziky, kteří se musejí zbičovat tím, jestli (relativně ne zase tak masivní) pozorované rozdíly mezi různými modely lze hodit pod stůl jako chyby měření, statistické artefakty… Nebo mohou ukazovat na skutečné problémy modelů vesmíru!

Když se vrátím k úvodní paralele s atlasem: můžeme fčil určit obecné kontury (viditelného) vesmíru podobně jako kontury kontinentů – ale skutečná otázka nejsou kontinenty, nýbrž to, jestli/jak/proč se pohybují. A k tomu, stejně jako v historické debatě vedoucí k teorii kontinentálních desek, bude ještě potřeba mnoho nových kol rokování…

Zápletka kolem temné energie tedy nekončí – ale vstupuje do dalšího kola debaty nad podobou nejen atlasu, ale i toho, proč ten atlas tiká tak, jak tiká!

[Ladislav Loukota]

Vědátor vznikl jako spinoff spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd, dnes jej provozuje spolek Hyperion Media. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – kontaktní mail je [email protected]