A sötét anyag és a sötét energia a modern kozmológia két legnagyobb rejtélye. Az egyik láthatatlan tömegként tartja össze a galaxisokat, a másik pedig egyre gyorsabb tágulásra készteti az Univerzumot. Évtizedek óta új részecskéket, új mezőket vagy akár az Einstein-féle gravitáció módosítását keresik a magyarázathoz. Most azonban egy szokatlan ötlet került előtérbe: lehet, hogy maga az Univerzum működik egyfajta kozmikus bizonytalansági elv szerint.
A legtöbben a Heisenberg-féle bizonytalansági elvet ismerik, amely szerint egy részecske helyzete és impulzusa nem határozható meg egyszerre tetszőleges pontossággal. Minél pontosabban mérjük az egyiket, annál bizonytalanabb lesz a másik. Ez nem a mérőműszerek hibája, hanem a kvantumvilág alapvető tulajdonsága.
Savvas Koushiappas, a Brown Egyetem elméleti fizikusa most azt vetette fel, hogy valami hasonló érvényes lehet az egész Világegyetemre is. Az elképzelés szerint az Univerzum mérete és tágulásának üteme nem rögzíthető egyszerre tökéletes pontossággal. Létezik egy elkerülhetetlen „kozmikus homályosság”, amely magából a téridőből ered.
A gondolat elsőre absztraktnak hangzik, mégis érdekes következményekkel jár. A kutató a kozmológia egyik alapegyenletét, az úgynevezett Friedmann-egyenletet módosította ennek a kvantumos bizonytalanságnak a figyelembevételével. Az eredmény meglepő volt: a módosított modellben az Univerzum természetes módon gyorsuló tágulást mutat, anélkül hogy külön sötét energiát kellene feltételezni.
A probléma jelentőségét az adja, hogy a jelenlegi modellben a sötét energia szerepét a kozmológiai állandó tölti be. Csakhogy a kvantumtérelmélet szerint ennek értéke körülbelül 10¹²²-szer nagyobbnak kellene lennie annál, mint amit a megfigyelések mutatnak. Ez az egyik legnagyobb eltérés elmélet és mérés között az egész fizikában.
A javasolt modell szerint a gyorsuló tágulás nem egy titokzatos energiaformából származik, hanem abból, hogy a téridő geometriája kvantumos értelemben nem lehet tökéletesen meghatározott. Magyarán az Univerzum saját „életlensége” hozza létre azt a hatást, amelyet ma sötét energiának nevezünk.
A történet itt válik igazán érdekessé. A modell nem pontosan ugyanazt jósolja, mint a hagyományos kozmológiai állandó. Egy apró eltérésnek is meg kellene jelennie a galaxisok eloszlásában és a kozmikus tágulás történetében. A kutató szerint néhány jelenlegi mérés – például a DESI égboltfelmérés bizonyos eredményei – már utalhatnak ilyen eltérésre, bár erről még messze nincs tudományos konszenzus. A következő évek nagy égboltfelmérései dönthetik el, hogy valóban létezik-e ez a hatás.
Fontos hangsúlyozni, hogy ez egyelőre nem elfogadott új fizika, hanem egy friss elméleti javaslat. A tanulmány még az arXiv preprint szerveren jelent meg, vagyis a tudományos közösség vizsgálata és kritikája még csak most kezdődik.
De ebből is felmérhető, mennyire nyitott kérdés maradt a sötét Univerzum természete. Lehet, hogy valóban léteznek eddig fel nem fedezett részecskék, lehet, hogy a gravitáció viselkedik másként galaktikus méretekben, de az sem kizárt, hogy a válasz mélyebben rejtőzik: magának a téridőnek a kvantumos szerkezetében, ahol az Univerzum mérete és tágulása soha nem válhat teljesen élessé, meghatározhatóvá.
