ทศวรรษที่แล้ว เอกภพได้รับการวินิจฉัยว่ามี “พลังงานมืด” ขั้นรุนแรงและอาจถึงขั้นสุดขั้ว จากการสังเกตของซูเปอร์โนวาที่อยู่ห่างไกลมาก เมื่อต้นปี 1998 นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์สองทีมได้ประกาศข้อสรุปที่น่าอัศจรรย์ว่าการขยายตัวของเอกภพกำลังเร่งขึ้นจริง ๆ และไม่ได้ชะลอตัวลงภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงอย่างที่คาดไว้ ความหมายโดยนัยนั้นแทบจะเกินความเชื่อ: เพื่ออธิบายถึงความเร่ง ประมาณ 75%
ของมวล
ปริมาณพลังงานของเอกภพต้องประกอบด้วยสารแปลก ๆ บางอย่างที่ต่อต้านแรงโน้มถ่วงซึ่งไม่มีใครเคยเห็นมาก่อน สสารนี้ซึ่งจะกำหนดชะตากรรมของจักรวาล ถูกขนานนามว่าเป็นพลังงานมืดเช่นเดียวกับบุคคลที่ต้องเผชิญกับการวินิจฉัยโรคที่คุกคามชีวิต ชุมชนวิทยาศาสตร์ได้ดำเนินไปตามขั้นตอนห้าขั้น
ตอนของปฏิกิริยาต่อการค้นพบพลังงานมืด: การปฏิเสธ ความโกรธ การต่อรอง ความหดหู่ และการยอมรับ ต้องขอบคุณการสังเกตการณ์อิสระจำนวนหนึ่ง ตอนนี้เราผ่านด่านแรกไปได้ด้วยดีสำหรับการเริ่มต้น การวัดพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาล ซึ่งเป็นการอาบรังสีไมโครเวฟที่เหลือจากบิกแบง
ซึ่งทำขึ้นในปี 2543 โดยการทดลองบูมเมอแรงและบอลลูน และในปี 2546 โดยดาวเทียม ได้ให้การสนับสนุนอิสระสำหรับเอกภพที่ เร่งขึ้น . หลักฐานเพิ่มเติมมาจากการสำรวจ ซึ่งในปี 2548 วัด “ระลอกคลื่น” ในการกระจายตัวของกาแลคซีที่ประทับอยู่ในการสั่นแบบอะคูสติกของพลาสมาในยุคแรกเกิด
360,000 ปีหลังบิกแบง เมื่อเอกภพเย็นลงพอที่จะทำให้สสารและรังสีแยกตัวออกจากกัน นักดาราศาสตร์ยังได้รวบรวมหลักฐานเกี่ยวกับเอกภพที่มีความเร่งด้วยการศึกษาเลนส์ความโน้มถ่วง ซึ่งเป็นการที่แสงจากแหล่งกำเนิดระยะไกลถูกโค้งงอโดยสนามแรงโน้มถ่วงของกระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่ที่ขวางอยู่
ในที่สุด วิธีการของซูเปอร์โนวาดั้งเดิมนั้นได้รับการขยายและเสริมความแข็งแกร่งด้วยการรวมวัตถุต่างๆ มากขึ้น วัดได้แม่นยำยิ่งขึ้นและตลอดช่วงประวัติศาสตร์ของจักรวาลที่กว้างขึ้น ด้วยความช่วยเหลือของทั้งกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินและกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
การสังเกต
เหล่านี้ได้นำนักจักรวาลวิทยาไปสู่คำอธิบายของเอกภพที่เรียกว่าแบบจำลองความสอดคล้องกัน ในภาพนี้ 75% ของพลังงานมวลจักรวาลมีอยู่ในรูปของส่วนประกอบความเร่งที่ลึกลับและน่าดึงดูด ในขณะที่อีก 25% ที่เหลือมีอันตรกิริยาอันดึงดูดใจ อันที่จริงแล้ว ส่วนใหญ่ของ 25% นี้ (ประมาณ 5/6)
ไม่ใช่สสารปกติด้วยซ้ำ แต่เป็นสารที่ไม่รู้จักเพิ่มเติมที่เรียกว่าสสารมืด ซึ่งแรงโน้มถ่วงตามปกติยังไม่จับคู่กับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า โดยรวมแล้ว โมเดลที่สอดคล้องกันแสดงให้เห็นว่าเราเข้าใจเนื้อหาในจักรวาลของเราเพียง 4% ที่ค่อนข้างน่าละอาย เผชิญหน้ากับข้อมูลในตอนท้ายของปี 2546
การปฏิเสธการเร่งความเร็วของจักรวาลไม่ใช่ทางเลือกอีกต่อไป อย่างไรก็ตาม เมื่อถึงเวลานั้น ความคับข้องใจหรือความโกรธก็เริ่มก่อตัวขึ้น เช่นเดียวกับที่ผู้ป่วยอาจร้องว่า “ทำไมต้องเป็นฉัน ทำไมตอนนี้” นักฟิสิกส์ก็พยายามเข้าใจว่าเหตุใดเอกภพจึงเร่งตัวขึ้น และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง เพราะเหตุใด
กำลังทำเช่นนั้น นี่เป็นเพราะในขณะที่การสังเกตการณ์ซูเปอร์โนวาไม่สามารถบอกเราได้อย่างแม่นยำว่าพลังงานมืดคืออะไร แต่ผลกระทบของมันต่อการฉีกเอกภพออกจากกันนั้นช่างยั่วเย้าคล้ายกับที่เราคาดหวังหากเอกภพถูกแทรกซึมด้วยค่าคงที่จักรวาลวิทยาที่ไอน์สไตน์ทิ้งร้างมานาน
หลังจากที่
ได้เปิดเผยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขาในปี 1915 ซึ่งอธิบายพลวัตของเอกภพและวิวัฒนาการของสสารและพลังงานในนั้น เขาก็ได้แนะนำค่าคงที่เข้าไปในสมการของเขาเพื่อต่อต้านแรงดึงดูดที่น่าดึงดูดของสสารปกติ เขาทำสิ่งนี้เพราะเขาต้องการให้ทฤษฎีใหม่ของเขาสอดคล้องกับความเชื่อ
ในขณะนั้นที่ว่าเอกภพไม่หยุดนิ่ง แต่เมื่อในปี พ.ศ. 2472 เอ็ดวิน ฮับเบิลแสดงให้เห็นว่าเอกภพกำลังขยายตัว ไอน์สไตน์จำใจต้องนำค่าคงที่ของเอกภพออกมาอีกครั้ง อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ความเป็นไปได้ของพลังงานขับไล่จากแรงโน้มถ่วงก็ยังคงอยู่ในทฤษฎีของไอน์สไตน์
น่าประหลาดใจที่แม้ว่า “ค่าคงที่ของจักรวาลวิทยา” จะเป็นสาเหตุของความยุ่งยากในท้ายที่สุดสำหรับนักฟิสิกส์ แต่ฟิสิกส์ของกลศาสตร์ควอนตัมยังถูกทำนายโดยฟิสิกส์ที่มีขนาดเล็กมากอีกด้วย ทฤษฎีสนามควอนตัมทำนายว่าแม้แต่พื้นที่ว่างเปล่าก็ยังมีความหนาแน่นของพลังงาน เนื่องจากการสร้าง
และการทำลายล้างของอนุภาคมูลฐานที่เกิดขึ้นเอง อย่างไรก็ตาม ตามอนุภาคที่เรารู้ว่ามีอยู่จริง ความหนาแน่นของพลังงานสุญญากาศตามกลศาสตร์ควอนตัมควรใหญ่กว่า ค่าที่จำเป็นในการอธิบายการเร่งความเร็วของจักรวาล10-120 เท่าอย่างน่าอาย นอกเหนือจากปริศนาของการมีผู้สมัครตามธรรมชาติ
สำหรับพลังงานมืดที่มีขนาด 120 คำสั่งที่ใหญ่เกินไป การเร่งความเร็วของจักรวาลก็ดูเหมือนจะเพิ่งเริ่มขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ในประวัติศาสตร์ของจักรวาล สันนิษฐานว่าค่าคงตัวของจักรวาลสามารถแซงหน้าอิทธิพลแรงโน้มถ่วงของสสารได้ตลอดเวลาในช่วง 13.7 พันล้านปีที่ผ่านมา ซึ่งเอกภพขยายตัว
ประมาณ 10 28เท่า แต่มันเริ่มขึ้นในช่วงปัจจัยสุดท้ายของการขยายตัวสองครั้งเท่านั้น บังเอิญที่มีอัตราต่อรองเพียง 2 ใน 10 28 ! ความไร้เหตุผลเหล่านี้ดูเหมือนถูกจัดเตรียมขึ้นเพื่อกระตุ้นให้นักวิทยาศาสตร์คลั่งไคล้ หรือเพื่อคำอธิบายของมนุษย์ซึ่งกฎของธรรมชาติมีความเชื่อมโยงกับการมีอยู่ของเรา
นักฟิสิกส์ตอบโต้ความโกรธด้วยการต่อรอง: บางทีเราไม่ได้เกี่ยวข้องกับค่าคงที่ของจักรวาลที่แท้จริง แต่เป็นสนามควอนตัมที่แตกต่างกันซึ่งปรับความหนาแน่นของพลังงานของสุญญากาศเมื่อเอกภพขยายตัว สิ่งนี้ยังชวนให้นึกถึงการพองตัว ซึ่งเป็นช่วงเวลาทันทีหลังจากบิกแบง ซึ่งเป็นช่วงที่เอกภพขยายตัว
