Ny supernova -analyse omrammer mørk energidebat

Den accelererende ekspansion af universet er muligvis ikke reel, men kan bare være en tilsyneladende effekt, ifølge ny forskning offentliggjort i tidsskriftet Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society . Det nye studie - af en gruppe ved University of Canterbury i Christchurch, New Zealand - finder tilpasningen af ​​Type Ia -supernovaer til et modelunivers uden mørk energi til at være meget lidt bedre end tilpasningen til den standard mørke energimodel.

Mørk energi antages sædvanligvis at udgøre omtrent 70% af universets nuværende materialeindhold. Imidlertid, denne mystiske størrelse er i det væsentlige en pladsholder for ukendt fysik.

Nuværende modeller af universet kræver dette mørke energiterm for at forklare den observerede acceleration i den hastighed, hvormed universet ekspanderer. Forskere baserer denne konklusion på målinger af afstande til supernovaeksplosioner i fjerne galakser, som ser ud til at være længere væk, end de burde være, hvis universets ekspansion ikke accelererede.

Imidlertid, hvor statistisk signifikant denne signatur af kosmisk acceleration er, har været stærkt diskuteret i det forløbne år. Den tidligere debat stillede standard Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM) kosmologi mod et tomt univers, hvis ekspansion hverken accelererer eller bremser. Begge disse modeller antager dog en forenklet 100 år gammel kosmisk ekspansionslov - Friedmanns ligning.

Friedmanns ligning forudsætter en udvidelse, der er identisk med den for en funktionsløs suppe, uden komplicerende struktur. Imidlertid, det nuværende univers indeholder faktisk en kompleks kosmisk bane af galaksehobe i ark og filamenter, der omgiver og træder store tomme hulrum.

Prof David Wiltshire, der ledede undersøgelsen fra University of Canterbury i Christchurch, sagde, "Den tidligere debat savnede et væsentligt punkt; hvis der ikke findes mørk energi, er et sandsynligt alternativ, at den gennemsnitlige ekspansionslov ikke følger Friedmanns ligning."

I stedet for at sammenligne standard ΛCDM -kosmologiske model med et tomt univers, den nye undersøgelse sammenligner tilpasningen af ​​supernovadata i ΛCDM til en anden model, kaldet 'timescape kosmologi'. Dette har ingen mørk energi. I stedet, ure, der bæres af observatører i galakser, adskiller sig fra det ur, der bedst beskriver den gennemsnitlige ekspansion, når strukturens ujævnhed i universet bliver betydelig. Hvorvidt man får en accelererende ekspansion, afhænger afgørende af det anvendte ur.

Tidsbilledkosmologien viste sig at give en lidt bedre tilpasning til det største supernova -datakatalog end ΛCDM -kosmologien. Desværre er de statistiske beviser endnu ikke stærke nok til at afgøre endegyldigt til fordel for den ene eller den anden model, men fremtidige missioner såsom European Space Agency's Euclid satellit vil have magt til at skelne mellem standard kosmologi og andre modeller, og hjælpe forskere med at beslutte, om mørk energi er ægte eller ej.

Beslutningen om, at det ikke kun kræver flere data, men også bedre forståelsesegenskaber for supernovaer, som i øjeblikket begrænser den præcision, hvormed de kan bruges til at måle afstande. På den score, the new study shows significant unexpected effects which are missed if only one expansion law is applied. Følgelig, even as a toy model the timescape cosmology provides a powerful tool to test our current understanding, and casts new light on our most profound cosmic questions.