Hubbleov pogled dubokog polja. Kreditna slika: Hubble. Klikni za veću sliku
Kozmolozi sa Sveučilišta Princeton najavili su novu metodu kako bi razumjeli zašto se širenje svemira ubrzava. Predložena tehnika moći će utvrditi da li je kozmičko ubrzanje posljedica još nepoznatog oblika Tamne energije u svemiru ili je to znak propasti Einsteinove teorije opće relativnosti na vrlo velikim skalama svemira. Rezultat je danas predstavio glavni istraživač, dr. Mustapha Ishak-Boushaki, znanstveni suradnik sa Sveučilišta Princeton u New Jerseyju, na sastanku Kanadskog astronomskog društva u Montrealu, QC.
„Ubrzavanje širenja svemira predstavlja jedan od najintrigantnijih i najizazovnijih problema astrofizike. Štoviše, povezan je s problemima u mnogim drugim područjima fizike. Naš istraživački rad fokusiran je na ograničavanju različitih mogućih uzroka ovog ubrzanja. " kaže dr. Ishak-Boushaki.
Tijekom posljednjih 8 godina, nekoliko neovisnih astronomskih promatranja pokazalo je da je širenje svemira ušlo u fazu ubrzanja. Otkriće ovog ubrzanja iznenadilo je astrofizičare koji su očekivali da će usporiti širenje uzrokovano gravitacijskim privlačenjem obične materije u svemiru.
Da bi objasnili kozmičko ubrzanje, teorijski kosmolozi su uveli pojam nove energetske komponente koja bi činila dvije trećine čitave energetske gustoće svemira, a koja je gravitacijski odbojna, a ne privlačna. Ova komponenta je nazvana Tamna energija.
Je li tamna energija stvarna? "Ne znamo", komentira profesor David Spergel iz Princetona. "To bi mogao biti posve novi oblik energije ili opažajni potpis neuspjeha Einsteinove teorije opće relativnosti. Bilo kako bilo, njegovo će postojanje imati dubok utjecaj na naše razumijevanje prostora i vremena. Naš je cilj omogućiti razlikovanje ova dva slučaja. "
Najjednostavniji slučaj Mračne energije je kozmološka konstanta koju je Einstein uveo prije 80 godina kako bi uskladio svoju teoriju Opće relativnosti sa svojom predrasudom da je svemir statičan. Morao je povući kozmološku konstantu nekoliko godina kasnije kada je otkriveno širenje svemira. Otkriće kozmičkog ubrzanja oživjelo je raspravu o kozmološkoj konstanti u novom kontekstu.
Druga bitno drugačija mogućnost je da je kozmičko ubrzanje potpis nove teorije gravitacije koja ulazi u vrlo velike razmjere svemira, a ne proizvod Mračne energije. Neki od nedavno predloženih modificiranih gravitacijskih modela nadahnuti su teorijom Superstringa i fizikom van dimenzija.
Možemo li razlikovati ove dvije mogućnosti? Predloženi postupak pokazuje da je odgovor potvrdan. Opća ideja je sljedeća. Ako je ubrzanje posljedica Tamne energije, tada bi povijest širenja svemira trebala biti u skladu s brzinom kojom rastu grozdovi galaksija. Odstupanja od ove konzistentnosti bili bi znak propadanja Opće relativnosti na vrlo velikim mjerilima svemira. Predloženi postupak provodi ovu ideju uspoređujući ograničenja dobivena na Mračnoj energiji iz različitih kozmoloških sondi i omogućava jasno prepoznavanje bilo kakve nedosljednosti.
Kao primjer, svemir opisan 5-dimenzionalnom teorijom modificirane gravitacije razmotren je u ovoj studiji i pokazano je da postupak može prepoznati potpis te teorije. Ono što je također važno, pokazalo se da budući astronomski eksperimenti mogu razlikovati modificirane teorije gravitacije i modele Dark Energy.
Istraživački rad na predstavljenim rezultatima vodio je dr. Mustapha Ishak-Boushaki u suradnji s profesorom Davidom Spergelom, oba s Odjela za astrofizičke znanosti na Sveučilištu Princeton, i Amol Upadhye, diplomski student na Katedri za fiziku na Sveučilištu Princeton.
Izvorni izvor: Princeton News Release
