'Big Wave'-Theorie bietet Alternative zu Dunkler Energie

Diese Geschichte wurde um 14:40 aktualisiert. am 18. August.

Mathematiker haben eine alternative Erklärung für die beschleunigte Expansion des Universums vorgeschlagen, die nicht auf der mystifizierenden Idee der dunklen Energie beruht.

Nach dem neuen Vorschlag beschleunigt sich das Universum nicht, wie Beobachtungen nahelegen. Stattdessen hat eine sich ausdehnende Welle, die durch die Raumzeit fließt, dazu geführt, dass entfernte Galaxien von uns weg beschleunigt zu sein scheinen. Diese große Welle, die nach dem Urknall eingeleitet wurde, von dem angenommen wird, dass er das Universum entzündet hat, könnte erklären, warum Objekte heute weiter von uns entfernt zu sein scheinen, als sie nach dem Standardmodell der Kosmologie sein sollten.

"Wir sagen, dass die resultierende expandierende Welle tatsächlich die anomale Beschleunigung verursacht", sagte Blake Temple von der University of California in Davis. "Wir sagen, dass dunkle Energie möglicherweise nicht die richtige Erklärung ist."

Die Forscher entwickelten eine Reihe von Gleichungen, die expandierende Wellen beschreiben, die Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie entsprechen und die auch für die scheinbare Beschleunigung verantwortlich sein könnten. Temple skizziert die neue Idee mit Joel Smoller von der University of Michigan in der Ausgabe der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences am 17. August.

Obwohl mehr Forschung nötig sein wird, um zu sehen, ob die Idee Bestand hat, "könnte die Forschung die Art und Weise ändern, wie Astronomen die Zusammensetzung unseres Universums betrachten", so eine Zusammenfassung aus dem Journal.

Um andere Kosmologen zu überzeugen, muss das neue Modell mit weiteren Untersuchungen bestehen.

"Es gibt viele Beobachtungstests des kosmologischen Standardmodells, das das vorgeschlagene Modell durchlaufen muss, abgesehen von der späten Phase der beschleunigten Expansion", sagte Avi Loeb, Direktor des Instituts für Theorie und Berechnung am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Dazu gehören die Urknall-Nukleosynthese, die quantitativen Details der Mikrowellen-Hintergrundanisotropien, der Lyman-Alpha-Wald und Galaxienuntersuchungen. Die Autoren diskutieren nicht, wie ihr Modell mit diesen Tests verglichen wird und ob die Anzahl der freien Parameter in der Reihenfolge benötigt wird Diese Beobachtungsbedingungen sind kleiner als im Standardmodell. Bis dahin ist nicht klar, warum dieses alternative Modell als vorteilhaft angesehen werden sollte. "

Der Astrophysiker der John Hopkins Universität, Mario Livio, stimmte zu, dass das Modell, um ernsthaft in Betracht gezogen zu werden, in der Lage sein muss, Eigenschaften des Universums vorherzusagen, die Astronomen messen können.

Er sagte, der wahre Test sei, ob sie in der Lage seien, alle beobachteten kosmologischen Parameter (wie zB durch eine Kombination der Hubble-Konstante und der durch die CMB-Beobachtungen bestimmten Parameter) zu reproduzieren, nur eine scheinbare Beschleunigung zu erzeugen interessant, aber nicht besonders sinnvoll. "

Unbequeme Wahrheiten

Dunkle Energie ist selbst eine eilige Lösung für eine unbequeme Wahrheit, die Ende der 1990er Jahre von Astronomen entdeckt wurde: dass sich das Universum ausdehnt und die Geschwindigkeit dieser Expansion ständig zunimmt.

Um diesen überraschenden Befund zu erklären, beschworen Kosmologen Dunkle Energie, eine hypothetische Energieform, die das Universum in alle Richtungen auseinanderzieht (beachte, dass Dunkle Energie völlig getrennt ist von dem ebenso mysteriösen Konzept der Dunklen Materie - eine hypothetische Form der Materie, die die Universum, das gravitativ mit normaler Materie wechselwirkt, aber nicht mit Licht gesehen werden kann). In dieser Interpretation explodiert das ganze Universum wie ein Ballon, und von jedem beliebigen Punkt aus scheinen alle entfernten Objekte von dir wegzueilen.

Aber nicht jeder ist glücklich mit der Erklärung der dunklen Energie.

"Es scheint nur eine unnatürliche Korrektur der Gleichungen zu sein - es ist wie ein Fudge-Faktor", sagte Temple zu ProfoundSpace.org. "Die Gleichungen machen nicht so viel physischen Sinn, wenn du sie eingibst. Du legst sie einfach ein, um die Daten anzupassen."

Temple und Smoller halten die Idee einer expandierenden Welle für sinnvoller.

"In diesem Stadium halten wir das für eine sehr plausible Theorie", sagte Temple. "Wir sagen, dass es keine Beschleunigung gibt. Die Galaxien sind von dem Ort entfernt, an dem sie sein sollten, weil wir in der Nachwirkung einer Welle sind, die diese Galaxien in eine etwas andere Position gebracht hat."

Kräuselungen in einem Teich

Temple verglich die Welle mit dem, was passiert, wenn man einen Stein in einen Teich wirft. In diesem Fall wäre der Stein der Urknall und die konzentrischen Wellen, die sich daraus ergeben, sind wie eine Reihe von Wellen im ganzen Universum. Später, wenn die ersten Galaxien sich zu bilden beginnen, bilden sie sich innerhalb der Raumzeit, die bereits von der Stelle verschoben wurde, wo sie ohne die Welle gewesen wäre. Wenn wir diese Galaxien mit Teleskopen beobachten, scheinen sie nicht dort zu sein, wo wir es erwartet hätten, wenn es nie eine große Welle gegeben hätte.

Ein potenzielles Problem mit dieser Idee ist, dass es einen großen Zufall erfordern könnte.

Damit sich das Universum in allen Richtungen mit derselben Geschwindigkeit beschleunigt, müssten wir in der Milchstraße in der Nähe eines lokalen Zentrums sein, an der Stelle, an der eine Expansionswelle früh im Urknall eingeleitet wurde, als das Universum voll war Strahlung.

Temple räumt ein, dass dies ein Zufall ist, sagte aber, dass es möglich ist, dass wir nur in der Mitte einer kleineren Welle sind, die die Galaxien beeinflusst, die wir von unserem Standpunkt aus sehen können - wir müssen nicht im Zentrum des gesamten Universums sein Arbeit.

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