Observațiile realizate de Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) deschid noi perspective pentru modelele gravitaționale modificate. De mai bine de un secol, teoria relativității generale formulată de Albert Einstein a constituit fundamentul înțelegerii noastre despre Univers, explicând modul în care gravitația acționează la scară cosmică și cum materia distorsionează spațiu-timpul. Această teorie a permis elucidarea multor fenomene observate, precum curbarea luminii de către obiecte masive și mișcările planetelor. Totuși, observațiile recente, în special cele efectuate de DESI, ar putea contesta această teorie și ar putea deschide calea către modele alternative.
Relativitatea generală se bazează pe o idee fundamentală: spațiu-timpul este o rețea maleabilă, iar obiectele masive, precum stelele și galaxiile, îndoaie această rețea în jurul lor, determinând alte obiecte să urmeze traiectorii curbe. Această teorie a fost validată prin numeroase experimente și observații, inclusiv descoperirea undelor gravitaționale și imaginile găurilor negre. Conform acestei teorii, Universul s-a extins de la Big Bang, iar această expansiune este guvernată de proprietățile materiei, materiei întunecate și energiei întunecate.
Energia întunecată, care constituie aproximativ 68% din Univers, este o formă misterioasă de energie ce accelerează expansiunea acestuia. Deși existența sa este confirmată, natura sa rămâne necunoscută. Modelele actuale sugerează că această energie este constantă și uniform distribuită în cosmos. Totuși, o întrebare rămâne: expansiunea Universului urmează o rată constantă sau variază în timp?
Instrumentul spectroscopic al energiei întunecate (DESI) este un proiect de observație cosmologică destinat cartografierii cosmosului prin măsurarea spectrelor de lumină ale milioanelor de galaxii. Primele date colectate de DESI sugerează că expansiunea Universului ar putea fi mai complexă decât se credea anterior. Dacă se confirmă această schimbare a ratei de expansiune, ar putea indica faptul că teoria relativității generale nu este suficientă pentru a explica istoria Universului, în special în ceea ce privește evoluția energiei întunecate.
Aceste noi date sugerează că rata de expansiune observată s-ar putea să se fi modificat în timp, ceea ce nu este prevăzut de relativitatea generală. Ele au fost prezentate într-o postare pe baza de preprinturi arXiv. Dacă această ipoteză se dovedește corectă, ar fi necesar să regândim unele dintre principiile fundamentale ale modelului nostru cosmologic actual.
Confruntați cu aceste date noi, unii cercetători se îndreaptă către teorii alternative la relativitatea generală. Una dintre aceste teorii este teoria Horndeski, o extensie a relativității generale care permite adăugarea anumitor câmpuri suplimentare, cum ar fi câmpurile scalare. Aceste câmpuri scalare ar putea influența evoluția Universului într-un mod diferit de cel prezis de relativitatea generală. În această teorie, cosmosul nu este guvernat doar de gravitație, ci și de alte forțe și câmpuri care pot explica observațiile recente ale expansiunii cosmice. Aceasta permite modularea efectului gravitației la scară cosmologică, ceea ce ar putea explica de ce expansiunea Universului pare să accelereze într-un mod mai complex decât prezice relativitatea generală.
Un alt aspect interesant al teoriei lui Horndeski este că ar putea oferi o nouă perspectivă asupra materiei întunecate, o formă misterioasă de materie care constituie aproximativ 27% din Univers. Această materie exercită o influență gravitațională asupra galaxiilor, dar nu emite lumină, făcând-o invizibilă pentru instrumentele tradiționale. În modelele clasice, materia întunecată și energia întunecată sunt tratate separat. Cu toate acestea, noile date sugerează că aceste două fenomene ar putea fi interconectate într-un mod mai profund decât se credea anterior. Prin ajustarea modelelor din teoria lui Horndeski pentru a explica evoluția expansiunii Universului, cercetătorii au descoperit că această teorie ar putea explica mai bine interacțiunea dintre materia întunecată și energia întunecată.
Dacă datele DESI confirmă că expansiunea Universului evoluează diferit în timp, ar putea însemna că este necesară o revizuire a înțelegerii noastre despre gravitație și energia întunecată. Deși extrem de reușită, relativitatea generală poate să nu fie modelul complet pe care îl căutăm și ar putea fi depășită. Dacă teoria lui Horndeski sau alte teorii alternative sunt validate, acestea ar putea nu doar să schimbe înțelegerea noastră despre expansiunea cosmică, ci și despre materia întunecată, energia întunecată și poate chiar viitorul cosmosului.
Viitorul cosmologiei pare promițător, cu descoperiri ce ar putea redefini legile care guvernează universul. Cu toate acestea, deși teoria lui Horndeski și alte alternative oferă perspective interesante, mai sunt multe de făcut pentru a valida aceste modele.
