Hubble-syvän kentän näkymä. Kuvahyvitys: Hubble. Klikkaa suurentaaksesi.
Princetonin yliopiston kosmologit ilmoittivat uuden menetelmän ymmärtääksesi miksi maailmankaikkeuden laajeneminen nopeutuu. Ehdotettu tekniikka pystyy määrittämään, johtuuko kosminen kiihtyminen universumin vielä tuntemattomasta pimeän energian muodosta tai onko se merkki Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian hajoamisesta maailmankaikkeuden erittäin suurilla mittakaavoilla. Tulosta esittelee tänään tutkija, tutkija Mustapha Ishak-Boushaki, New Jerseyssä sijaitsevan Princetonin yliopiston tutkijatohtori Kanadan tähtitieteellisen seuran kokoukselle Montrealissa, QC.
”Universumin kiihtyvä laajeneminen on yksi mielenkiintoisimmista ja haastavimmista astrofysiikan ongelmista. Lisäksi se liittyy monien muiden fysiikan alojen ongelmiin. Tutkimustyömme on keskittynyt kiihtyvyyden eri mahdollisten syiden rajoittamiseen. ” sanoo tohtori Ishak-Boushaki.
Viimeisen 8 vuoden aikana useat riippumattomat tähtitieteelliset havainnot ovat osoittaneet, että maailmankaikkeuden laajeneminen on siirtynyt kiihtyvyysvaiheeseen. Tämän kiihtyvyyden havaitseminen tuli yllätyksenä astrofysiikan tutkijoille, jotka odottivat mittaavan laajentumisen hidastumista, joka johtui tavallisen aineen vetovoimasta maailmankaikkeudessa.
Kosmisen kiihtyvyyden selittämiseksi teoreettiset kosmologit esittelivät uuden energiakomponentin käsitteen, joka muodostaisi kaksi kolmasosaa maailmankaikkeuden koko energiatiheydestä ja joka olisi painovoimaa vastenmielinen eikä houkutteleva. Tätä komponenttia on kutsuttu nimeltään Dark Energy.
Onko Dark Energy todellinen? ”Emme tiedä”, kommentoi professori David Spergel Princetonista. "Se voi olla kokonaan uusi energian muoto tai havainnollinen allekirjoitus Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian epäonnistumisesta. Joka tapauksessa, sen olemassaololla on syvällinen vaikutus ymmärrykseen alueesta ja ajasta. Tavoitteenamme on pystyä erottamaan kaksi tapausta. ”
Yksinkertaisin pimeän energian tapaus on kosmologinen vakio, jonka Einstein otti käyttöön 80 vuotta sitten yleisen suhteellisuusteorian sovittamiseksi hänen ennakkoluuloihinsa siitä, että maailmankaikkeus on staattinen. Hänen piti peruuttaa kosmologinen vakio muutamaa vuotta myöhemmin, kun maailmankaikkeuden laajeneminen havaittiin. Kosmisen kiihtyvyyden havaitseminen on herättänyt keskustelun kosmologisesta vakiosta uudessa yhteydessä.
Toinen perustavanlaatuisesti erilainen mahdollisuus on, että kosminen kiihtyvyys on allekirjoitus uudesta painovoiman teoriasta, joka menee maailmankaikkeuden erittäin suurille mittakaavoille, eikä Pimeän energian tuotteeksi. Jotkut äskettäin ehdotetusta muutetusta painovoimamallista ovat inspiroituneet Superstring-teoriasta ja ylimääräisestä fysiikasta.
Voisimmeko erottaa nämä kaksi mahdollisuutta? Ehdotettu menettely osoittaa, että vastaus on kyllä. Yleinen idea on seuraava. Jos kiihtyvyys johtuu pimeästä energiasta, maailmankaikkeuden laajenemishistorian tulisi olla yhdenmukainen galaksien klustereiden kasvuvauhdin kanssa. Poikkeamat tästä johdonmukaisuudesta olisivat merkki yleisen suhteellisuuden jakautumisesta maailmankaikkeuden erittäin suurilla mittakaavoilla. Ehdotettu menetelmä toteuttaa tämän ajatuksen vertaamalla eri kosmologisten koettimien Dark Energylle saatuja rajoituksia ja mahdollistamalla epäselvyyksien selkeä tunnistaminen.
Esimerkiksi tässä tutkimuksessa tarkasteltiin 5-ulotteisen modifioidun painovoiman teorian kuvaamaa maailmankaikkeutta, ja osoitettiin, että menettely voi tunnistaa tämän teorian allekirjoituksen. Tärkeää on, että osoitettiin, että tulevissa tähtitieteellisissä kokeissa voidaan erottaa modifioidut painovoimateoriat ja Dark Energy -mallit.
Esitettyjen tulosten tutkimustyötä johti tohtori Mustapha Ishak-Boushaki yhteistyössä Princetonin yliopiston astrofysiikan laitoksen professori David Spergelin ja Princetonin yliopiston fysiikan laitoksen jatko-opiskelijan Amol Upadhyen kanssa.
Alkuperäinen lähde: Princetonin lehdistötiedote
