Hubble mély mező nézet. Kép jóváírása: Hubble. Kattints a kinagyításhoz.
A Princetoni Egyetem kozmológusai új módszert jelentettek be annak megértésére, hogy miért gyorsul fel az univerzum terjeszkedése. A javasolt technika képes lesz meghatározni, hogy a kozmikus gyorsulás a sötét energia egy még ismeretlen formája miatt az univerzumban van-e, vagy ha ez Einstein általános relativitáselméletének az univerzum nagyon nagy léptékben való lebontásának jele. Az eredményt ma a vezető kutató, Dr. Mustapha Ishak-Boushaki, a New Jersey-i Princeton Egyetem kutató munkatársa ismerteti a kanadai Csillagászati Társaság ülésén, Montrealban, QC.
„Az univerzum felgyorsuló bővülése az asztrofizika egyik legérdekesebb és legnagyobb kihívást jelentő problémája. Sőt, ez a fizika sok más területén jelent problémákat. Kutatási munkánk a gyorsulás különböző lehetséges okainak korlátozására összpontosít. ” - mondja Dr. Ishak-Boushaki.
Az elmúlt nyolc év során számos független csillagászati megfigyelés kimutatta, hogy az univerzum tágulása felgyorsult. Ennek a felgyorsulásnak a felfedezése meglepetést jelentett azoknak az asztrofizikusoknak, akik arra számítottak, hogy mérséklik az univerzumban a rendes anyag gravitációs vonzása által okozott expanzió lelassulását.
A kozmikus gyorsulás magyarázata érdekében az elméleti kozmológusok olyan új energiakomponens fogalmát vezették be, amely az univerzum teljes energia sűrűségének kétharmadát képezi, és gravitációs szempontból visszataszító, nem pedig vonzó. Ezt az alkotóelemet Dark Energy-nek hívják.
A Sötét Energia valódi? „Nem tudjuk” - kommentálja David Spergel professzor a Princetonból. "Ez egy teljesen új energiaforma lehet, vagy Einstein általános relativitáselméletének kudarcának megfigyelő aláírása. Akárhogy is, létezése mély hatással lesz a tér és idő megértésére. Célunk az, hogy meg tudjuk különböztetni a két esetet. ”
A Sötét Energia legegyszerűbb esete a kozmológiai állandó, amelyet Einstein vezette be 80 évvel ezelőtt annak érdekében, hogy összehangolja az általános relativitáselméletét azzal az előítélettel, hogy az univerzum statikus. Néhány évvel később vissza kellett vonnia a kozmológiai állandót, amikor felfedezték az univerzum tágulását. A kozmikus gyorsulás felfedezése új környezetben újjáélesztette a kozmológiai állandóról szóló vitát.
Egy másik alapvetően eltérő lehetőség az, hogy a kozmikus gyorsulás egy új gravitációs elmélet aláírása, amely a világegyetem nagyon nagy léptékére lép be, nem pedig a Sötét Energia terméke. A nemrégiben javasolt módosított gravitációs modellek egy részét a szuperstring elmélet és az extra dimenziós fizika ihlette.
Meg lehet-e különbséget tenni e két lehetőség között? A javasolt eljárás azt mutatja, hogy a válasz igen. Az általános ötlet a következő. Ha a gyorsulást a sötét energia okozza, akkor a világegyetem tágulási történetének összhangban kell állnia azzal a sebességgel, amellyel a galaxiscsoportok növekednek. Ettől a konzisztenciától való eltérés lenne a jele az általános relativitás lebontásának az univerzum nagyon nagy léptékében. A javasolt eljárás megvalósítja ezt az elképzelést azáltal, hogy összehasonlítja a sötét energiára vonatkozóan a különféle kozmológiai szondákból nyert korlátokat, és lehetővé teszi az esetleges ellentmondások egyértelmű azonosítását.
Példaként egy 5-dimenziós módosított gravitációs elmélettel leírt univerzumot vettünk figyelembe ebben a tanulmányban, és kimutatták, hogy az eljárás azonosítja ezen elmélet aláírását. Fontos szempont, hogy bebizonyították, hogy a jövőbeli csillagászati kísérletek megkülönböztethetik a módosított gravitációs elméleteket a sötét energia modellek között.
A bemutatott eredményekkel kapcsolatos kutatási munkát Dr. Mustapha Ishak-Boushaki vezette, David Spergel professzorral, mind a Princetoni Egyetem Asztrofizikai Tanszékének tanszékével, mind Amol Upadhye-vel, a Princetoni Egyetem Fizikai Tanszékének hallgatója.
Eredeti forrás: Princeton sajtóközlemény
