Új magyarázat van az univerzum tágulására

Az ELTE kutatóinak legújabb vizsgálatai arra utalnak, hogy sötét energia nélkül is megmagyarázható az univerzum tágulása.

Az ELTE szakemberei korábban az univerzum három dimenziós térképének létrehozásán dolgoztak, most az univerzum tágulását kutatták. Eredményeik a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters című rangos nemzetközi csillagászati folyóiratban jelentek meg.

A 13,7 milliárd évvel ezelőtti ősrobbanás során keletkezett univerzumot a Hubble-törvény uralja: minél távolabb van a Földtől egy galaxis, annál jobban a vörös felé tolódik el a színképe, azaz annál nagyobb a látszólagos távolodási sebessége. A kezdetben egyenletes anyageloszlás a gravitáció hatására csomósodik, így jöttek és jönnek létre a csillagok, valamint a galaxisok. Az univerzum tágul, ennek módját az Einstein-törvények írják le: a tér megmondja az anyagnak, hogyan mozogjon, az anyag pedig meghatározza, hogy a tér hogyan görbüljön. A modellek az Univerzumot egyenletes anyageloszlásúnak tekintik. A tér időfüggvényben való tágulására is van szabály: a Friedmann-egyenlet. Az egyetlen megoldásai nagyjából megegyeztek az űrbeli megfigyelésekkel, de a 2011-ben Nobel-díjjal jutalmazott felfedezés alapján, egyes szupernóvák megfigyeléséből kiderült, hogy az Univerzum tágulása gyorsul. A modell keretein belül ezt csak úgy tudták megérteni, hogy meghatározták a sötét energiát, amely az univerzum energiaháztartásának 70%-át teszi ki, és szabályozza ezt a gyorsulást. Komoly kérdést jelentett viszont az, hogy a sötét energia megmagyarázhatatlan volt, hiszen sem a földi laborokban, sem a fizikai elméletekben nem tudták sem megmagyarázni sem előállítani.

Az ELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszékének munkatársai,Rácz Gábor és Beck Róbert PhD-hallgatók, Dobos László, Csabai István és a University of Hawaii-on kutató, oktató Szapudi István tehát meg is kérdőjelezték a sötét energia létezését, s más módon próbálták megmagyarázni a gyorsuló tágulást.

Véleményük szerint a probléma oka az anyag észlelt csomósodását, illetve annak a tágulásra való visszahatását figyelmen kívül hagyó megközelítés. Nem mindegy, hogy az Univerzum a teljes egészére vetített átlagsűrűsége által meghatározottan tágul, vagy a kisebb, gravitációsan kötött régiók „lokális” sűrűségei szerinti tágulást észleljük nagy skálán kiátlagolva.Egy általuk készített számítógépes, úgynevezett N-test szimuláció segítségével sok millió „részecskével” modellezték az anyag eloszlását, dinamikáját. A részecskék közt alkalmazva a gravitáció egyenleteit rekonstruálható az Univerzum fejlődése, az anyag csomósodása. Vizsgálataik azt mutatták ki, hogy ha a tér tágulásánál egyenletes anyageloszlással számolnak, akkor megerősítve más kutatók eredményeit, csak sötét energia bevezetésével hozható összhangba a szimuláció a csillagászati észlelésekkel. Ezzel szemben, ha figyelembe vették azt, hogy a kisebb „mini-Univerzumok” önállóan tágulnak, sötét energia nélkül is meg tudták magyarázni az észleléseket, sőt még pontosabb eredménnyel. A kutatók a jövőben még több számítást fognak végezni, s reményeik szerint hamarosan teljesen kizárhatják a sötét energia létezését.

Forrás: ELTE

Kép: Youtube