Ήταν η δεύτερη φορά που ο Hubble εστίασε την προσοχή του στην περιοχή του υπερκαινοφανούς, η πρώτη ήταν το 1997, σε μια περιοχή που λέγεται Hubble Deep Field και βρίσκεται στην πάνω φωτογραφία με το τετράγωνο να σημαδεύει το σημείο όπου βρέθηκε ο υπερκαινοφανής 1997ff. Η φωτογραφία κάτω αριστερά είναι μία μεγέθυνση και το βέλος δείχνει ένα φωτεινό σημαδάκι που είναι ο γαλαξίας μέσα στον οποίο βρισκόταν το άστρο πριν εκραγεί και γίνει ο 1997ff.

Ένας υπερκαινοφανής, μια ιστορία του σύμπαντος

Μαζί με το φως όμως του νεκρού αστέρα οι αστρονόμοι πήραν και μια εικόνα της ιστορίας του σύμπαντος.

Το 1998, οι αστρονόμοι βρήκαν αποδείξεις πως το σύμπαν διαστέλλεται σήμερα γρηγορώτερα από όσο διαστελλόταν λίγα δισεκατομμύρια έτη πριν. Η ανακάλυψη του νέου supernova επιβεβαιώνει τις υποψίες πως η διαστολή του σύμπαντος επιταχύνεται.

Όμως οι αστρονόμοι θεωρούν πως μια μυστηριώδης δύναμη κυριαρχεί στο σύμπαν και κάνει τους γαλαξίες να απομακρύνονται όλο και ταχύτερα μεταξύ τους.

Η ανακάλυψη αυτή της μυστηριώδους δύναμης, έχει υποστηρίξει τα κοσμολογικά μοντέλα που προβλέπουν την επέκταση του σύμπαντος με τη βοήθεια μιας μυστήριας "σκοτεινής ενέργειας". 

Αυτός ο πιό απόμακρος υπερκαινοφανής προσφέρει έτσι τα πρώτα παρατηρητικά στοιχεία ότι η βαρύτητα άρχισε να καθυστερεί την επέκταση του κόσμου μετά από τη Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang).

Μόνο αργότερα η απωστική δύναμη ή αρνητική βαρύτητα αυτής της σκοτεινής ενέργειας υπερίσχυσε της ελκτικής δύναμης της βαρύτητας και άρχισε τότε το σύμπαν να επεκτείνεται ολοένα και πιό γρήγορα.

Το πιό μακρυνό σουπερνόβα εμφανίζεται φωτεινότερο, από ό,τι θα ήταν εάν ο κόσμος επεκτεινόταν με ένα σταθερό ρυθμό. Αυτό οφείλεται λοιπόν ότι το σύμπαν την εποχή εκείνη επιβραδυνόταν και κρατούσε τους γαλαξίες σχετικά κοντά ενώ τα αντικείμενα σε αυτούς εμφανίζονται φωτεινότερα επειδή ήταν πιό κοντά.

Στους πρόσφατους όμως υπερκαινοφανείς, μερικά δισεκατομμύρια έτη αργότερα που το σύμπαν άρχισε τότε να επιταχύνει την διαστολή του, το τέντωμα της περιοχής μεταξύ των γαλαξιών κάνει τα αντικείμενα να εμφαν'ιζονται πιό αμυδρά.

Οι παρατηρήσεις διάφορων απόμακρων σουπερνοβών από δύο ομάδες αστρονόμων το 1998, μας οδήγησαν στη πρόβλεψη ότι το σύμπαν άρχισε να επιταχύνεται όταν ήταν περίπου στη μισή από τη σημερινή ηλικία του. 

Το πιό πάνω διάγραμμα δείχνει με ποιό τρόπο η διαστολή του σύμπαντος επιβραδυνόταν και άρχισε έκτοτε να επιταχύνεται από το Big Bang. Οι ομόκεντροι κόκκινοι κύκλοι δείχνουν πως οι γαλαξίες απομακρύνονται μεταξύ τους με ένα βραδύτερο ρυθμό κατά τη διάρκεια του πρώτου μισού από την ηλικία του σύμπαντος. Τότε μια μυστηριώδης, σκοτεινή δύναμη υπερίσχυσε της βαρύτητας και άρχισε να ωθεί τους γαλαξίες να απομακρύνονται με ένα ολοένα και πιο γρήγορο ρυθμό, που σημειώνεται με τον πράσινο κύκλο. Οι αστρονόμοι βρήκαν ενδείξεις για την επιβράδυνση του σύμπαντος όταν παρατήρησαν το πιό μακρυνό supernova που είχαν δεί ποτέ, το οποίο εκρήχτηκε τόσο χρόνο πριν, που το σύμπαν ακόμη επιβραδυνόταν.

Σκοτεινή ενέργεια

Η έννοια της σκοτεινής ενέργειας, η οποία ωθεί τους γαλαξίες να απομακρύνονται ο ένας μακρυά από τον άλλον, με μια συνεχώς αυξανόμενη ταχύτητα, προτάθηκε αρχικά, και απορρίφθηκε έπειτα, από τον Albert Einstein στις αρχές του τελευταίου αιώνα.

Ο νόμος της γενικής σχετικότητάς του, συμπεραίνει όμως ότι ο κόσμος πρέπει να καταρρεύσει κάτω από την τρομακτική ώθηση της βαρύτητας. Εντούτοις, όπως και πολλοί επιστήμονες του καιρού του, υπέθεσε πως το σύμπαν είναι στατικό και αμετάβλητο.

Για να βάλει στις εξισώσεις του όμως εκείνες τις παρατηρήσεις, ο Einstein πρόσθεσε κάτι που το ονόμασε "κοσμολογική σταθερά" μια απωστική δύναμη ή αρνητική βαρύτητα, αν και δεν είχε καμία ιδέα εάν ήταν πραγματική.

Η σταθερά αυτή λ, αντιπροσωπεύει μια απωστική συμπαντική δύναμη, εξαρτώμενη από το ίδιο το διάστημα, και η οποία εμποδίζει το σύμπαν να καταρρεύσει (να συσταλεί) κάτω από την επίδραση της βαρύτητας.

Υπέθεσε ότι το σύμπαν πρέπει να επιβραδύνεται κάτω από την επίδραση της βαρύτητας και ακόμη μπορεί να σταματήσει κάποτε να διαστέλλεται, που οδήγησε έτσι τον Einstein να πει αργότερα ότι η κοσμολογική σταθερά του ήταν το μεγαλύτερο σφάλμα που έκανε στην σταδιοδρομίας του.

Τώρα βέβαια εμφανίζεται ότι ο Einstein ήταν τότε στο σωστό δρόμο.

Μετά από λίγο όμως, ο αστρονόμος Edwin Hubble το 1929 --στηριζόμενος και σε παρατηρήσεις του Shlipher από το 1914-- χρησιμοποιώντας την ιδιότητα που έχουν τα κύματα να αλλάζουν το μήκος τους, ανάλογα με την ταχύτητα της πηγής τους (φαινόμενο Doppler), ανακάλυψε ότι το σύμπαν διαστελλόταν.

Ο Einstein εγκατέλειψε, όμως, την κοσμολογική σταθερά, μόλις ανακαλύφθηκε ότι το σύμπαν διαστέλλεται, αρνούμενος να την επαναφέρει.

Η ερμηνεία όμως Doppler συμβαδίζει με τις απαιτήσεις της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας (ΓΘΣ),  για ένα μη στατικό Σύμπαν, πρόβλεψη που έγινε προτού παρατηρηθούν οι μετατοπίσεις Doppler στα φάσματα των γαλαξιών. Και βεβαίως ήταν μια μεγάλη επιτυχία της ΓΘΣ.

Η πηγή της απωστικής βαρύτητας μπορεί να είναι κάτι συγγενές με την κοσμολογική σταθερά του Einstein, που καλείται  ενέργεια του "κβαντικού κενού", ένας υποατομικός κενός κόσμος που παρέχει μια πηγή ενέργειας, ή μπορεί να είναι κάτι εξ ολοκλήρου νέο και απροσδόκητο.

Και ενώ δεν ξέρουμε τι είναι η σκοτεινή ενέργεια, είμαστε σίγουροι ότι αν την καταλάβουμε, θα μας δώσει κρίσιμες ενδείξεις στη αναζήτηση για την ενοποίηση των δυνάμεων και των σωματιδίων στο Σύμπαν, και ότι η διαδρομή σε αυτήν την κατανόηση περιλαμβάνουν τα τηλεσκόπια όπως ο Hubble, κι όχι τους επιταχυντές σε αυτή τη φάση.