Forklarer den accelererende udvidelse af universet uden mørk energi

gådefuld 'mørk energi', menes at udgøre 68% af universet, eksisterer måske slet ikke, ifølge et ungarsk-amerikansk hold. Forskerne mener, at standardmodeller af universet ikke tager højde for dets skiftende struktur, men at når dette er gjort, forsvinder behovet for mørk energi. Holdet offentliggør deres resultater i et papir i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

Vores univers blev dannet i Big Bang, 13,8 milliarder år siden, og er blevet udvidet lige siden. Det vigtigste bevis for denne udvidelse er Hubbles lov, baseret på observationer af galakser, der siger, at i gennemsnit hastigheden hvormed en galakse bevæger sig væk fra os er proportional med dens afstand.

Astronomer måler denne recessions hastighed ved at se på linjer i spektret af en galakse, som skifter mere mod rødt, jo hurtigere galaksen bevæger sig væk. Fra 1920'erne, kortlægningen af ​​galaksernes hastigheder fik videnskabsmænd til at konkludere, at hele universet udvider sig, og at det begyndte livet som et forsvindende lille punkt.

I anden halvdel af det tyvende århundrede, astronomer fandt beviser for uset 'mørkt stof' ved at observere, at der skulle noget ekstra til for at forklare stjernernes bevægelse i galakser. Mørkt stof menes nu at udgøre 27% af universets indhold (i modsætning hertil udgør 'almindeligt' stof kun 5%).

Observationer af eksplosioner af hvide dværgstjerner i binære systemer, såkaldte Type Ia supernovaer, i 1990'erne førte derefter forskere til den konklusion, at en tredje komponent, mørk energi, udgjorde 68% af kosmos, og er ansvarlig for at drive en acceleration i universets ekspansion.

I det nye værk, forskerne, ledet af ph.d.-studerende Gábor Rácz fra Eötvös Loránd University i Ungarn, sætte spørgsmålstegn ved eksistensen af ​​mørk energi og foreslå en alternativ forklaring. De hævder, at konventionelle modeller for kosmologi (studiet af universets oprindelse og udvikling), stole på tilnærmelser, der ignorerer dens struktur, og hvor stof antages at have en ensartet tæthed.

"Einsteins almene relativitetsligninger, der beskriver universets udvidelse, er så komplekse matematisk, at der i hundrede år ikke er fundet løsninger, der redegør for virkningen af ​​kosmiske strukturer. Vi ved fra meget præcise supernovaobservationer, at universet accelererer, men samtidig stoler vi på grove tilnærmelser til Einsteins ligninger, som kan indføre alvorlige bivirkninger, såsom behovet for mørk energi, i modellerne designet til at passe til observationsdataene." forklarer Dr. László Dobos, medforfatter til avisen, også ved Eötvös Loránd Universitet.

I praksis, normalt og mørkt stof ser ud til at fylde universet med en skumlignende struktur, hvor galakser er placeret på de tynde vægge mellem bobler, og er grupperet i superklynger. Boblernes inderside er derimod næsten tom for begge slags stof.

Ved at bruge en computersimulering til at modellere virkningen af ​​tyngdekraften på fordelingen af ​​millioner af partikler af mørkt stof, forskerne rekonstruerede universets udvikling, inklusive den tidlige sammenklumpning af stof, og dannelsen af ​​storskala struktur.

I modsætning til konventionelle simuleringer med et jævnt ekspanderende univers, at tage strukturen i betragtning førte til en model, hvor forskellige områder af kosmos udvider sig med forskellig hastighed. Den gennemsnitlige ekspansionshastighed er dog i overensstemmelse med nuværende observationer, hvilket tyder på en samlet acceleration.

Dr. Dobos tilføjer:"Teorien om generel relativitet er grundlæggende for at forstå den måde, universet udvikler sig på. Vi stiller ikke spørgsmålstegn ved dets gyldighed; vi stiller spørgsmålstegn ved gyldigheden af ​​de omtrentlige løsninger. Vores resultater er afhængige af en matematisk formodning, som tillader den differentielle udvidelse af rummet , i overensstemmelse med almen relativitetsteori, og de viser, hvordan dannelsen af ​​komplekse strukturer af stof påvirker udvidelsen. Disse problemer blev tidligere fejet under gulvtæppet, men at tage dem i betragtning kan forklare accelerationen uden behov for mørk energi."

Hvis denne konklusion stadfæstes, det kan have en betydelig indflydelse på modeller af universet og retningen af ​​forskning i fysik. I de sidste 20 år, astronomer og teoretiske fysikere har spekuleret i arten af ​​mørk energi, men det forbliver et uløst mysterium. Med den nye model, Csabai og hans samarbejdspartnere forventer i det mindste at starte en livlig debat.