W 1998 roku cała kosmologia została postawiona na głowie, gdy 2 niezależne grupy naukowców zaprezentowały rezultaty obserwacji odległych supernowych, z których wynikało, że Wszechświat rozszerza się w coraz większym tempie. Do dziś nie wiadomo, jaka jest tego przyczyna. Pojawiły się teorie opisujące „ciemną energię”, którą ponoć Wszechświat jest wypełniony i która miałaby rozpychać galaktyki. Niedawno fizyka cząstek elementarnych przyszła z pomocą kosmologom: zgodnie z mechaniką kwantową światło z krańców Wszechświata może zmieniać się w tajemnicze cząstki subatomowe – aksjony

W ostatnim wydaniu „Physical Review Letters” fizyk cząstek elementarnych Csaba Csaki sugeruje, że dotychczasowe dowody na istnienie czarnej energii mogą być źle interpretowane. Csaki miał na myśli bardzo odległe supernowe, których jasność jest obserwowalnie mniejsza niż przewiduje teoria. Jak do tej pory był to fundamentalny dowód, że Wszechświat się rozszerza.

Ilustracja prezentuje schematycznie konwersję części fotonów (czerwone fale) w aksjony (fioletowa linia) pod wpływem silnych pól magnetycznych. Te ostatnie są jak na razie niewykrywalne na Ziemi. Jeśli takie zjawisko w rzeczywistości istnieje to obserwacje odległych supernowych nie będą dowodem na przyspieszenie ekspansji Wszechświata.

Cały pomysł opiera się na mechanizmie powstawania aksjonów, czyli efekcie odwrotnym do efektu Primakoffa. Najogólniej mówiąc, fotony podróżujące z odległych części Kosmosu pod wpływem silnych pól magnetycznych mogą spontanicznie przekształcić się w hipotetyczną cząstkę elementarną zwaną aksjonem, zaliczaną także do ciemnej materii. Oczywiście jeśli część fotonów przekształci się w niewykrywalną cząstkę, supernowa będzie ciemniejsza, nawet gdyby rozszerzanie Wszechświata przebiegało w coraz wolniejszym tempie.

Środowisko naukowe jest podzielone i raczej zdystansowane do pomysłu. Wszyscy się jednak zgadzają, że zagadka zostanie rozwikłana w ciągu kilku lat, gdy w przestrzeń zostaną wysłane sondy mające na celu zbadać ewentualne istnienie czarnej energii (Deep Extragalactic Evolutionary Probe oraz Supernova Acceleration Probe). W najbliższym czasie w ramach CERNu powstanie detektor aksjonów słonecznych o nazwie Axion Solar Telescope.

Autor

Andrzej Nowojewski