Energia neagră reprezintă o componentă enigmatică a universului, cu efecte semnificative asupra evoluției sale cosmice, dar a cărei natură rămâne în mare parte necunoscută. Înțelegerea acestei forme de energie este crucială pentru a determina soarta finală a universului.
La începutul anilor ’90, studiul supernovelor îndepărtate a condus la o descoperire surprinzătoare: lumina emisă de acestea era mai slabă decât se anticipa conform modelelor cosmologice existente.
Această anomalie a sugerat că universul conține o formă de energie necunoscută, denumită energie neagră, care exercită o presiune contrară gravitației. În timp ce gravitația atrage materia și încetinește expansiunea universului, energia neagră accelerează această expansiune.
Această accelerare modifică modul în care percepem lumina supernovelor, determinând o deplasare spre roșu (redshift) accentuată, ceea ce face ca lumina să pară mai puțin intensă.
Modelul cosmologic actual, cunoscut sub numele de λCDM (Lambda Cold Dark Matter), include energia neagră (reprezentată prin λ) și materia întunecată rece (CDM) pentru a explica structura universului la scară largă.
Deși inițial s-a considerat că energia neagră este o constantă cosmologică, observații recente sugerează că aceasta ar putea evolua în timp.
Instrumentul Spectroscopic cu Energie Întunecată (Desi) a analizat structurile de scară mare ale universului, bazându-se pe oscilațiile acustice barionice (BaO), și a constatat că energia neagră s-ar putea să nu se comporte ca o constantă, ci ca o entitate dinamică.
Dacă energia neagră evoluează, modelul actual al universului ar putea fi incorect, deschizând noi perspective asupra evoluției și viitorului universului. În funcție de comportamentul energiei negre, există trei scenarii majore privind soarta universului.
În scenariul „Big Rip”, expansiunea accelerată a universului ar continua exponențial, ducând la separarea galaxiilor, stelelor, planetelor și chiar a atomilor. Un alt scenariu presupune o expansiune continuă și stabilă a universului, în care distanțele dintre obiectele cosmice cresc constant.
În al treilea scenariu, „Big Crunch”, expansiunea universului ar încetini și s-ar inversa sub efectul gravitației, ducând la prăbușirea tuturor componentelor universului.
În ciuda progreselor în cercetarea cosmologică, există tensiuni între diferite metode de măsurare, cum ar fi estimarea ratei de expansiune a universului (constanta Hubble).
Valorile obținute prin observații ale supernovelor sau ale oscilațiilor acustice în fondul cosmic de microunde nu concordă, generând o divergență cunoscută sub numele de „tensiunea Hubble”.
Această divergență ridică întrebări cu privire la acuratețea măsurătorilor și la aspecte mai profunde ale funcționării universului. Înțelegerea energiei negre este esențială pentru viitorul universului.
Dacă se dovedește a fi o forță dinamică, aceasta ar putea schimba complet înțelegerea noastră despre expansiunea cosmică, structura universului și destinul său, având implicații și în alte domenii ale fizicii, cum ar fi gravitația cuantică și natura materiei întunecate.
