Vizualizare câmp profund Hubble Credit imagine: Hubble. Faceți clic pentru a mări.
Cosmologii de la Universitatea Princeton au anunțat o nouă metodă pentru a înțelege de ce expansiunea universului se grăbește. Tehnica propusă va putea determina dacă accelerația cosmică se datorează unei forme încă necunoscute a Energiei Întunecate în univers sau dacă este o semnătură a unei defalcări a teoriei Relativității generale a lui Einstein la scări foarte mari ale universului. Rezultatul este prezentat astăzi de investigatorul principal, Dr. Mustapha Ishak-Boushaki, un asociat de cercetare la Universitatea Princeton din New Jersey, la întâlnirea Societății astronomice canadiene din Montreal, QC.
„Expansiunea accelerată a universului constituie una dintre cele mai intrigante și provocatoare probleme în astrofizică. Mai mult, este legată de probleme din multe alte domenii ale fizicii. Activitatea noastră de cercetare este axată pe constrângerea diferitelor cauze posibile ale acestei accelerații. " spune dr. Ishak-Boushaki.
În ultimii 8 ani, mai multe observații astronomice independente au demonstrat că expansiunea universului a intrat într-o fază de accelerare. Descoperirea acestei accelerații a venit ca o surpriză pentru astrofizicieni care se așteptau să măsoare o încetinire a expansiunii cauzată de atracția gravitațională a materiei obișnuite în univers.
Pentru a explica accelerația cosmică, cosmologii teoretici au introdus noțiunea unei noi componente energetice care ar constitui două treimi din întreaga densitate energetică a universului și care este gravitațional respingătoare, mai degrabă decât atractivă. Această componentă a fost denumită Energy Dark.
Este energia întunecată reală? „Nu știm”, comentează profesorul David Spergel de la Princeton. „Ar putea fi o formă cu totul nouă de energie sau semnătura observațională a eșecului teoriei Einstein despre relativitatea generală. Oricum ar fi, existența sa va avea un impact profund asupra înțelegerii spațiului și a timpului nostru. Scopul nostru este să putem distinge cele două cazuri. ”
Cel mai simplu caz al Energiei Întunecate este constanta cosmologică pe care Einstein a introdus-o în urmă cu 80 de ani pentru a-și reconcilia teoria Relativității Generale cu prejudecățile sale că universul este static. El a trebuit să retragă constanta cosmologică câțiva ani mai târziu, când a fost descoperită expansiunea universului. Descoperirea accelerației cosmice a reînviat dezbaterea despre constanta cosmologică într-un context nou.
O altă posibilitate fundamental diferită este aceea că accelerația cosmică este o semnătură a unei noi teorii a gravitației care intră la scări foarte mari ale universului, mai degrabă decât produsul energiei întunecate. Unele dintre modelele de gravitație recent propuse sunt inspirate din teoria Superstring și din fizica extra-dimensională.
Am putea distinge între aceste două posibilități? Procedura propusă arată că răspunsul este da. Ideea generală este următoarea. Dacă accelerația se datorează energiei întunecate, istoria de expansiune a universului ar trebui să fie în concordanță cu ritmul cu care cresc grupuri de galaxii. Abaterile de la această consecvență ar fi o semnătură a defalcării Relativității generale la scări foarte mari ale universului. Procedura propusă implementează această idee prin compararea constrângerilor obținute pe energia întunecată din diferite sonde cosmologice și permite identificarea clară a oricărei neconcordanțe.
Ca exemplu, în acest studiu a fost considerat un univers descris de o teorie a gravitației modificată în 5 dimensiuni și s-a arătat că procedura poate identifica semnătura acestei teorii. Este important să se arate că experimentele astronomice viitoare pot distinge între teoriile gravitației modificate și modelele de energie întunecată.
Lucrarea de cercetare a rezultatelor prezentate a fost condusă de Dr. Mustapha Ishak-Boushaki în colaborare cu profesorul David Spergel, atât de la Departamentul de Științe Astrofizice de la Universitatea Princeton, cât și de Amol Upadhye, student absolvent la Departamentul de Fizică al Universității Princeton.
Sursa originală: Comunicat de presă Princeton
