Findes mørkt stof og mørk energi?

Forskere har antaget, at universet indeholder "mørkt stof". De har også påstået eksistensen af ​​"mørk energi". Disse to hypoteser tegner sig for stjernernes bevægelse i galakser og for den accelererende ekspansion af universet. Men ifølge en forsker ved UNIGE, disse begreber er muligvis ikke længere gyldige, som universelle fænomener kan demonstreres uden dem. Denne forskning udnytter en ny teoretisk model baseret på skalainvariansen af ​​tomt rum. Denne forskning er rapporteret i The Astrophysical Journal .

I 1933, den schweiziske astronom Fritz Zwicky hævdede, at der er væsentligt mere stof i universet, end vi faktisk kan se. Astronomer kaldte dette ukendte stof for "mørkt stof, "et koncept, der skulle få endnu større betydning i 1970'erne, da den amerikanske astronom Vera Rubin påberåbte sig denne gådefulde sag for at forklare stjernernes bevægelser og hastighed. Forskere har efterfølgende brugt betydelige ressourcer på at identificere mørkt stof i rummet, på jorden og på CERN, men uden held. I 1998, et hold af australske og amerikanske astrofysikere opdagede accelerationen af ​​universets udvidelse, opnåede Nobelprisen i fysik i 2011. på trods af enorme videnskabelige ressourcer, ingen teori eller observation har været i stand til at definere denne energi, der angiveligt er stærkere end Newtons gravitationstiltrækning. Kort sagt, mørkt stof og mørk energi er mysterier, der har ramt astronomer i årtier.

En ny model baseret på skalainvariansen af ​​tomt rum

Fysikernes måde at repræsentere universet og dets historie på er beskrevet af Einsteins almene relativitetsligninger, Newtons universelle gravitation og kvantemekanik. Konsensus på nuværende tidspunkt er et Big Bang efterfulgt af ekspansion. "I denne model, der er en starthypotese, der ikke er blevet taget i betragtning, efter min mening, siger André Maeder, æresprofessor ved Institut for Astronomi i UNIGEs Naturvidenskabelige Fakultet. "Ved det, Jeg mener det tomme rums skalainvarians; med andre ord, tomt rum og dets egenskaber ændres ikke efter en udvidelse eller sammentrækning."

Tomt rum spiller en primær rolle i Einsteins ligninger, da det fungerer i en mængde kendt som en "kosmologisk konstant, "og den resulterende model afhænger af det. Baseret på denne hypotese, Maeder genundersøger nu universets standardmodel, påpeger, at det tomme rums skalainvarians også er til stede i den grundlæggende teori om elektromagnetisme.

Da Maeder udførte kosmologiske tests på sin nye model, han fandt ud af, at det matchede observationer. Han fandt også ud af, at modellen forudsiger den accelererede udvidelse af universet uden at skulle medregne mørk energi. Kort sagt, det ser ud til, at mørk energi faktisk ikke eksisterer, da accelerationen af ​​udvidelsen er indeholdt i fysikkens ligninger.

I en anden fase, Maeder fokuserede på Newtons lov, et specifikt eksempel på ligningerne for generel relativitet. Loven ændres også lidt, når modellen inkorporerer Maeders nye hypotese. Ja, den indeholder et meget lille udadgående accelerationsled, hvilket er særligt vigtigt ved lave tætheder. Denne ændrede lov, når det anvendes på galaksehobe, fører til masser af klynger på linje med det synlige stof (i modsætning til hvad Zwicky hævdede i 1933). Det betyder, at der ikke er behov for mørkt stof for at forklare galaksernes høje hastigheder i hobene. En anden test viste, at denne lov også forudsiger de høje hastigheder, som stjernerne nåede i de ydre områder af galakser (som Rubin havde observeret), uden at skulle ty til mørkt stof for at beskrive dem. Endelig, en tredje test så på spredningen af ​​stjernernes hastigheder, der svinger rundt i Mælkevejens plan. denne spredning, som stiger med alderen på de relevante stjerner, kan forklares meget godt ved hjælp af den uforanderlige tomme rumhypotese, mens der før ikke var enighed om oprindelsen af ​​denne virkning.

Maeders opdagelse baner vejen for en ny opfattelse af astronomi, der vil rejse spørgsmål og skabe kontroverser. "Bekendtgørelsen af ​​denne model, som endelig løser to af astronomiens største mysterier, forbliver tro mod videnskabens ånd:intet kan nogensinde tages for givet, ikke hvad angår erfaring, observation eller ræsonnement fra mennesker, " sluttede André Maeder.