Kosminės tuštumos gali atrodyti kaip tuščiausios vietos Visatoje, be materijos, spinduliuotės ir net tamsiosios materijos. Tačiau jos toli gražu nėra tuštuma. 
Net ir šiuose didžiuliuose tuščiuose regionuose išlieka fundamentalūs kvantiniai laukai, užpildantys visą erdvę, nešantys nedidelį, bet realų energijos kiekį, vadinamą vakuumo energija arba tamsiąja energija. Nors galaktikose ir jų spiečiuose šią energiją užgožia materija, gilioje kosminėje tuštumoje ji tampa dominuojančia.
Tuščiausios Visatos sritys nėra iš tikrųjų tuščios. Kosminėse tuštumose dominuoja tamsioji energija, tyliai skatinanti Visatos plėtimąsi ir lėtai draskanti kosminį tinklą. Nuotrauka: AI/ScienceDaily.com
Įsivaizduokite, kad iš giliausių kosminių tuštumų sričių pašalinate viską. Pašalinkite įprastą materiją, neutrinus, tamsiąją materiją, kosminius spindulius ir spinduliuotę. Lieka tik tuščia erdvė. Tai gali skambėti prieštaringai, bet šias didžiules tuštumas užpildo erdvėlaikio vakuumas. Ir svarbiausia, kad tas vakuumas iš tikrųjų nėra niekas.
Erdvėlaikio vakuume yra kažkas fundamentalaus. Sunku tiksliai apibūdinti kasdiene kalba, tačiau fizikai šiuos pagrindinius ingredientus vadina kvantiniais laukais. Kvantinio lauko teorijoje dalelės, sudarančios mūsų pasaulį, tokios kaip elektronai, kvarkai, neutrinai ir net tamsioji materija, nėra nepriklausomi objektai įprasta prasme. Tai, ką vadiname dalele, iš tikrųjų yra matoma kažko gilesnio išraiška.
Šios gilesnės struktūros yra patys laukai. Kiekvienas dalelių tipas turi atitinkamą lauką. Šie laukai persmelkia kiekvieną kubinį erdvės ir laiko centimetrą. Jie egzistuoja nuo Didžiojo sprogimo ir tęsiasi per visą Visatą.
Kai stebime dalelę, pavyzdžiui, elektroną, judantį erdve, iš tikrųjų aptinkame jos lauko virpesius arba vibracijas. Dalelė yra to lauko keliaujantis sužadinimas. Net jei visos dalelės būtų pašalintos, laukai vis tiek išliktų.
Vakuumo energija ir tamsiosios energijos kilmė
Šie laukai taip pat turi energijos. Dėl Heisenbergo neapibrėžtumo principo vakuumas negali būti visiškai be energijos. Kai fizikai bando apskaičiuoti, kiek energijos egzistuoja tuščioje erdvėje, rezultatai gali svyruoti nuo itin didelių verčių iki teoriškai begalinių.
Svarbu tai, kad ši vakuumo energija sukuria išmatuojamą efektą. Šis efektas žinomas kaip „tamsioji energija“ – taip mokslininkai apibūdina greitėjantį Visatos plėtimąsi.
Stebėjimai rodo, kad tikrasis vakuumo energijos kiekis yra santykinai mažas, nors ir ne lygus nuliui. Daugumoje Visatos aplinkų jos įtaka yra nereikšminga. Materija užpildytos sritys visiškai dominuoja vietiniame erdvės elgesyje.
Pavyzdžiui, čia, Žemėje, materija yra tokia tanki, kad tamsioji energija neturi pastebimo poveikio. Jei tamsioji energija staiga išnyktų, kasdienė fizika liktų nepakitusi. Mesto beisbolo kamuolio trajektorija būtų identiška. Jūsų pica vis tiek keptų mikrobangų krosnelėje tokiu pačiu greičiu. Niekas nesikeistų ir kasdieniame gyvenime.
Kur tamsioji energija dominuoja Visatoje
Ta pati situacija galioja ir didžiojoje kosmoso dalyje. Galaktikos, galaktikų spiečiai, filamentai ir kosminio tinklo sienos – visa tai sritys, pripildytos materijos. Šiose aplinkose tamsioji energija beveik nevaidina jokio vaidmens.
Kosminės tuštumos yra kitokios.
Tuštumos yra didžiulės sritys, kuriose materijos beveik nėra. Šiose srityse dominuojančia įtaka tampa pats erdvėlaikio vakuumas. Jei galėtumėte atsidurti kosminės tuštumos viduryje, jus iš esmės suptų tamsioji energija.
Tiesą sakant, tuštumos yra vieta, kur tamsioji energija atlieka svarbiausią savo darbą. Greitėjantis Visatos plėtimasis nevyksta tankiuose regionuose, tokiuose kaip galaktikos ar spiečiai. Vietoj to, jis vyksta didžiulėse tuštumose.
Kosminės tuštumos plečiasi
Kosminės tuštumos yra ne tik tušti tarpai tarp struktūrų Visatoje. Jos aktyviai auga. Tamsiajai energijai stumiant erdvę į išorę, tuštumos plečiasi ir spaudžia aplinkinį kosminį tinklą.
Per milžiniškus laiko tarpus šis procesas palaipsniui ardo Visatos didelio masto struktūrą. Sudėtingas galaktikų, spiečių ir filamentų tinklas, kurį astronomai mato šiandien, neišsilaikys amžinai. Per ateinančius 5–10–20 milijardų metų kosminis tinklas pamažu nyks, nes besiplečiančios tuštumos viską ištemps toliau.
Kodėl tuščia erdvė niekada nebūna iš tiesų tuščia
Šia prasme kosminės tuštumos toli gražu nėra tuščios. Jas užpildo subtili kvantinių laukų energija. Ši energija veikia visą Visatą, skatindama jos greitėjantį plėtimąsi.
Tuštumos yra vienintelės sritys, kuriose šis efektas tampa dominuojantis, būtent todėl, kad jose beveik nieko daugiau nėra.
Taigi, taip, kosminės tuštumos yra tuščios nuo materijos. Taip astronomai jas identifikuoja ir matuoja. Tačiau materijos trūkumas reiškia, kad jos užpildytos tamsiąja energija.
Kad ir kur keliautumėte Visatoje, ar į netoliese esančią galaktiką, ar į giliausią tuščiausios tuštumos gelmes, niekada nebūsite iš tikrųjų vieni.
Universe Today. „Cosmic voids look empty but they may be tearing the universe apart.“ ScienceDaily. ScienceDaily, 10 March 2026. <www.sciencedaily.com