Lambda, constanta cosmologică inventată de Einstein în 1917

Lambda, constanta cosmologică inventată de Einstein în 1917, este pe cale să devină sursa celei mai mari răsturnări de situație. Concepută pentru a salva universul de la un colaps sigur, renegată mai târziu de propriul său creator ca fiind cea mai mare greșeală a vieții sale și readusă în anii '90 pentru a explica expansiunea accelerată a cosmosului, nimeni nu se aștepta ca lambda să ne mai ofere o surpriză narativă – nici măcar Agatha Christie nu ar fi putut concepe una – dar exact asta pare să se întâmple acum. Povestea este uluitoare și merită reamintită în această sâmbătă ploioasă și obositoare.

Materia îi spune spațiului cum să se curbeze

Materia îi spune spațiului cum să se curbeze, iar spațiul îi spune materiei cum să se miște. Aceasta este teoria relativității generale într-o formulare non-matematică, datorată fizicianului John Archibald Wheeler. Când este aplicată întregului univers, rezultă că universul nu este mai stabil decât o minge de baschet suspendată deasupra coșului. Fie intră (universul se contractă), fie iese (universul se extinde). Einstein, ca toată lumea în 1917, credea că universul este static, așa că a inventat o lambda, sau constantă cosmologică, care ar putea compensa atracția gravitațională dintre părțile cosmosului și ar evita astfel colapsul acestuia.

Trucul a funcționat din punct de vedere matematic, dar însuși Einstein nu și-a putut ascunde conștiința încărcată în același articol în care l-a prezentat: "Trebuie să recunoaștem că a trebuit să introducem o extensie a ecuațiilor care nu este justificată de cunoștințele noastre actuale despre gravitație". Când, câțiva ani mai târziu, Edwin Hubble a descoperit că universul se extinde, Einstein a recunoscut că constanta cosmologică a fost cea mai mare greșeală a carierei sale și a retras ideea.

Și retrasă a rămas până în 1998, când astronomii au descoperit că expansiunea universului este accelerată și au putut-o explica readucând în discuție "cea mai mare greșeală" a lui Einstein. Constanta cosmologică părea a fi exact misterioasa "energie întunecată" care cauzează accelerarea expansiunii. Deoarece este o proprietate a spațiului, crește atunci când spațiul se extinde. De aici rezultă accelerația.

Imaginați-vă lumina albastră ca un arc foarte strâns și lumina roșie ca un arc mai întins. În timp ce vine de la o galaxie îndepărtată până la noi, lumina albastră călătorește printr-un spațiu care se extinde și, prin urmare, devine mai roșie. Acesta este cunoscut sub numele de efect Doppler, sau deplasare spre roșu. Echivalentul său sonor este acea notă descendentă pe care o face o mașină în timp ce se îndepărtează pe drum (notele înalte sunt unde sonore mai strânse decât cele joase). Revenind la lumina pe care o primim de la galaxiile îndepărtate, deplasarea spre roșu este o măsură a cât de repede se îndepărtează de noi o galaxie și, prin urmare, a cât de departe este de noi. (Imaginați-vă un balon cu buline și umflați-l: două buline apropiate se îndepărtează încet una de cealaltă; două buline îndepărtate se îndepărtează repede).

Instrumentul Spectroscopic pentru Energia Întunecată (DESI), situat lângă Tucson, Arizona, este un geometru care de cinci ani desenează o hartă 3D a universului: a universului actual și a celui trecut, deoarece primele neregularități, riduri și unde care s-au format în copilăria cosmosului sunt încă observabile în distribuția galaxiilor la cele mai mari scări. După ce a măsurat deplasările spre roșu a 30 de milioane de galaxii, DESI a confirmat în linii mari existența energiei întunecate, sau a lambdei, dar precizia sa fără precedent dezvăluie și ultima răsturnare de situație neașteptată din această poveste: că expansiunea universului este accelerată, da, dar mai puțin accelerată decât înainte. Adică, constanta cosmologică a lui Einstein nu este constantă.