Vidurile cosmice par goale, dar pot dezintegra universul.
Cele mai goale regiuni ale universului nu sunt cu adevărat goale. În vidurile cosmice, energia întunecată domină, stimulând în liniște expansiunea universului și dezintegrând încet rețeaua cosmică. Credit: AI/ScienceDaily.com
Imaginează-ți că elimini totul din cele mai adânci regiuni ale vidurilor cosmice. Îndepărtează materia obișnuită, neutrinii, materia întunecată, razele cosmice și radiațiile. Ceea ce rămâne pare să fie doar spațiu gol. Poate suna contradictoriu, dar aceste viduri enorme sunt umplute cu vidul spațiu-timp. Și, important, acel vid nu este cu adevărat nimic.
Vidul spațiu-timp conține ceva fundamental. Este dificil de descris cu precizie cu limbajul de zi cu zi, dar fizicienii se referă la aceste ingrediente subiacente ca fiind câmpuri cuantice. În teoria câmpurilor cuantice, particulele care alcătuiesc lumea noastră, cum ar fi electronii, quark-urile top, neutrinii și chiar materia întunecată, nu sunt obiecte independente în sensul obișnuit.
Ceea ce numim o particulă este de fapt o expresie vizibilă a ceva mai profund. Aceste structuri mai profunde sunt câmpurile în sine. Fiecare tip de particulă are un câmp corespunzător. Aceste câmpuri pătrund fiecare centimetru cub de spațiu și timp. Ele au existat încă de la Big Bang și se extind în tot universul.
Când observăm o particulă, cum ar fi un electron care se mișcă prin spațiu, detectăm de fapt o ondulație sau o vibrație în câmpul său subiacent. Particula este o excitație călătoare a acelui câmp. Chiar dacă toate particulele ar fi îndepărtate, câmpurile ar rămâne.
Energia vidului și originea energiei întunecate
Aceste câmpuri conțin, de asemenea, energie. Datorită principiului incertitudinii al lui Heisenberg, vidul nu poate fi complet lipsit de energie. Când fizicienii încearcă să calculeze câtă energie există în spațiul gol, rezultatele pot varia de la valori extrem de mari la valori teoretic infinite... ceea ce este, de asemenea, un alt episod.
Ceea ce contează este că această energie a vidului produce un efect măsurabil. Acel efect este cunoscut sub numele de „energie întunecată”, numele pe care oamenii de știință îl folosesc pentru a descrie expansiunea accelerată a universului. Observațiile arată că cantitatea reală de energie a vidului este relativ mică, deși nu este zero. În majoritatea mediilor din univers, influența sa este neglijabilă. Regiunile umplute cu materie domină complet comportamentul local al spațiului. Aici, pe Pământ, de exemplu, materia este atât de densă încât energia întunecată nu are niciun impact vizibil. Dacă energia întunecată ar dispărea brusc, fizica de zi cu zi ar rămâne neschimbată. Traiectoria unei mingi de baseball ar fi identică. Burrito-ul tău s-ar găti în continuare în cuptorul cu microunde exact cu aceeași viteză. Nimic din viața de zi cu zi nu ar fi diferit.
Unde energia întunecată domină universul
Același lucru este valabil și pentru o mare parte a cosmosului. Galaxiile, roiurile de galaxii, filamentele și pereții rețelei cosmice sunt toate regiuni pline cu materie. În aceste medii, energia întunecată nu joacă aproape niciun rol.
Vidurile cosmice sunt diferite. Vidurile sunt regiuni enorme în care materia este în mare parte absentă. În aceste zone, vidul spațiu-timp în sine devine influența dominantă. Dacă te-ai putea plasa în mijlocul unui vid cosmic, ai fi efectiv înconjurat de energie întunecată. De fapt, vidurile sunt locul unde energia întunecată își desfășoară cea mai importantă activitate. Expansiunea accelerată a universului nu are loc în interiorul regiunilor dense, cum ar fi galaxiile sau roiurile. În schimb, are loc în interiorul vastelor viduri goale.
Vidurile cosmice sunt în expansiune
Vidurile cosmice nu sunt doar goluri goale între structurile din univers. Ele sunt în creștere activă. Pe măsură ce energia întunecată împinge spațiul spre exterior, vidurile se extind și apasă pe rețeaua cosmică din jur. De-a lungul unor perioade imense de timp, acest proces trage treptat structura la scară largă a universului. Rețeaua complexă de galaxii, roiuri și filamente pe care o văd astronomii astăzi nu va dura pentru totdeauna. În următorii 5-10-20 de miliarde de ani, numărul exact nu contează, rețeaua cosmică se va estompa încet pe măsură ce vidurile în expansiune întind totul mai departe.
De ce spațiul gol nu este niciodată cu adevărat gol
În acest sens, vidurile cosmice sunt departe de a fi goale. Ele sunt umplute cu energia subtilă a câmpurilor cuantice. Această energie influențează întregul univers prin stimularea expansiunii sale accelerate. Vidurile sunt singurele regiuni în care acest efect devine dominant, tocmai pentru că nu conțin aproape nimic altceva.
Așa că da, vidurile cosmice sunt lipsite de materie. Așa le identifică și le măsoară astronomii. Dar lipsa lor de materie înseamnă că sunt umplute cu energie întunecată. Oriunde călătorești în univers, fie într-o galaxie din apropiere, fie în interiorul cel mai adânc al celui mai gol vid, nu vei fi niciodată cu adevărat singur.