Dlaczego Wszechświat rozszerza się coraz szybciej?

Naukowcy odkryli, że przyspieszające rozszerzanie się Wszechświata może zachodzić bez udziału tajemniczej ciemnej energii. Może to zmienić dotychczasowe rozumienie natury kosmosu.

.Astronomowie od dawna zastanawiają się, dlaczego wszechświat rozszerza się w coraz szybszym tempie. Jest to wciąż jedno z najbardziej niezwykłych, ale zarówno wciąż nierozwiązanych zagadnień współczesnej fizyki. Ponieważ naukowcy nie mogą na nie w pełni odpowiedzieć przy użyciu obecnej wiedzy dotyczącej fizyki, badacze zakładają istnienie tajemniczej „ciemnej energii”, która może być odpowiedzialna za ten proces. Jednak jej pochodzenie pozostaje do dziś również niejasne.

W ramach nowego badania naukowcy z Center for Applied Space Technology and Microgravity (ZARM), prowadzonego przez University of Bremen i Transylvanian University of Brașov, doszedli do wniosku, że rozszerzanie się wszechświata można wyjaśnić – przynajmniej częściowo – bez pomocy tajemniczej ciemnej energii. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Journal of Cosmology and Astroparticle Physics”.

W fizyce ewolucja Wszechświata była dotychczas opisywana przez naukowców za pomocą ogólnej teorii względności i tzw. równań Friedmanna. Jednak, aby możliwe było wyjaśnienie obserwowanego przyspieszonego rozszerzania się Wszechświata na tej podstawie, do równań należało dodatkowo dołożyć zewnętrzny „czynnik ciemnej energii”.

To niezadowalające i utrudnione rozwiązanie skłoniło naukowców do przyjęcia innego podejścia. W ramach nowego badania, astronomowie skupili się na rozszerzeniu ogólnej teorii względności (general relativity – GR) o opracowany później model grawitacji Finslera (Finsler gravity). W przeciwieństwie do pierwotnego podejścia opartego wyłącznie na teorii względności, dodanie modelu Finslera pozwoliło na dokładniejsze modelowanie siły grawitacyjnej gazów, ponieważ opiera się on na bardziej ogólnej geometrii czasoprzestrzeni niż GR.

Kiedy naukowcy dodali i obliczyli rozszerzenie równań Friedmanna o model Finslera, dokonał ekscytującego odkrycia – równania Finslera-Friedmanna przewidują przyspieszone rozszerzanie się Wszechświata w próżni – bez konieczności wprowadzania dodatkowych założeń lub czynników takich, jak te związane z „ciemną energią”.

.„To ekscytująca wskazówka, że być może uda nam się wyjaśnić przyspieszone rozszerzanie się Wszechświata bez pomocy ciemnej energii, opierając się na uogólnionej geometrii czasoprzestrzeni. Nowe obliczenia otwierają zupełnie nowe możliwości lepszego zrozumienia praw natury w kosmosie” – podsumowuje Christian Pfeifer z Center for Applied Space Technology and Microgravity.

Oprac. EG