Hubbleov hlbinný pohľad. Obrazový kredit: Hubble. Klikni na zväčšenie.
Kozmológovia z Princetonskej univerzity oznámili novú metódu, aby pochopili, prečo sa rozširovanie vesmíru zrýchľuje. Navrhovaná technika bude schopná určiť, či je kozmické zrýchlenie spôsobené doteraz neznámou formou temnej energie vo vesmíre alebo či je to podpis rozpadu Einsteinovej teórie všeobecnej relativity vo veľmi veľkých mierkach vesmíru. Tento výsledok dnes predstaví vedecký výskumný pracovník Dr. Mustapha Ishak-Boushaki, výskumný pracovník na Princetonskej univerzite v New Jersey, na stretnutí kanadskej astronomickej spoločnosti v Montreale v QC.
„Urýchlenie expanzie vesmíru predstavuje jeden z najzaujímavejších a najnáročnejších problémov v astrofyzike. Navyše súvisí s problémami v mnohých ďalších oblastiach fyziky. Naša výskumná práca je zameraná na obmedzovanie rôznych možných príčin tohto zrýchlenia. “ hovorí Dr. Ishak-Boushaki.
Počas posledných 8 rokov niekoľko nezávislých astronomických pozorovaní preukázalo, že expanzia vesmíru vstúpila do fázy zrýchlenia. Objav tohto zrýchlenia prekvapil astrofyzikov, ktorí očakávali, že zmerajú spomalenie expanzie spôsobené gravitačnou príťažlivosťou obyčajnej hmoty vo vesmíre.
Aby vysvetlili kozmické zrýchlenie, teoretickí kozmológovia predstavili pojem novej energetickej zložky, ktorá by predstavovala dve tretiny celej energetickej hustoty vesmíru a ktorá je skôr gravitačne odpudivá ako atraktívna. Táto zložka sa nazýva temná energia.
Je temná energia skutočná? „Nevieme,“ komentuje profesor David Spergel z Princetonu. „Môže to byť úplne nová forma energie alebo observačný podpis zlyhania Einsteinovej teórie všeobecnej relativity. Jeho existencia bude mať hlboký vplyv na naše chápanie priestoru a času. Naším cieľom je byť schopný rozlíšiť tieto dva prípady. “
Najjednoduchším prípadom temnej energie je kozmologická konštanta, ktorú Einstein predstavil pred 80 rokmi, aby zladil svoju teóriu všeobecnej relativity s predsudkom, že vesmír je statický. Kozmologickú konštantu musel stiahnuť o niekoľko rokov neskôr, keď sa objavilo rozšírenie vesmíru. Objav kozmického zrýchlenia oživil debatu o kozmologickej konštante v novom kontexte.
Ďalšou zásadne odlišnou možnosťou je, že kozmické zrýchlenie je podpisom novej teórie gravitácie, ktorá vstupuje skôr do veľmi veľkých mierok do vesmíru ako do produktu Temnej energie. Niektoré z nedávno navrhnutých modifikovaných gravitačných modelov sú inšpirované teóriou Superstring a extra dimenzionálnou fyzikou.
Môžeme rozlíšiť tieto dve možnosti? Navrhovaný postup ukazuje, že odpoveď je áno. Všeobecná myšlienka je nasledovná. Ak je zrýchlenie spôsobené temnou energiou, potom by mala byť expanzná história vesmíru v súlade s rýchlosťou, akou rastú zhluky galaxií. Odchýlky od tejto konzistencie by boli podpisom rozpisu všeobecnej relativity vo veľmi veľkých mierkach vesmíru. Navrhovaný postup implementuje túto myšlienku porovnaním obmedzení získaných pre Temnú energiu z rôznych kozmologických sond a umožňuje človeku jasne identifikovať akékoľvek nezrovnalosti.
Ako príklad sa v tejto štúdii uvažoval o vesmíre opísanom 5-rozmernou teóriou modifikovanej gravitácie a ukázalo sa, že postup dokáže identifikovať podpis tejto teórie. Dôležité je, že sa ukázalo, že budúce astronomické experimenty dokážu rozlíšiť modifikované teórie gravitácie a modely temnej energie.
Mustapha Ishak-Boushaki v spolupráci s profesorom Davidom Spergelom z Katedry astrofyzikálnych vied na Princetonskej univerzite a Amol Upadhye, postgraduálnym študentom na katedre fyziky na Princetonskej univerzite, viedli výskumnú prácu o predložených výsledkoch.
Pôvodný zdroj: Princeton News Release
