
Kuva, joka näyttää galaksit taivuttamassa aika-avaruuden kudosta laajenevassa universumissa. Uusi teoria ehdottaa, että kosminen laajeneminen ei ehkä ole vakio ja se voisi kääntyä äkillisesti.
Luotto: NASA/JPL-Caltech
Luotto: NASA/JPL-Caltech
Universumin kehityksen standardimalli, jota kutsutaan ΛCDM:ksi, perustuu kahteen pylvääseen: mustaan energiaan ja kylmään mustaan aineeseen. Tämä malli on mahdollistanut monien havaintojen selittämisen, kuten galaksien rakenteen ja kosmisen taustasäteilyn. Kuitenkin viimeaikaiset jännitteet, erityisesti Hubble-vakion ja aineen tiheyden mittauksissa, kyseenalaistavat sen pätevyyden.
Yksi hypoteesi näiden jännitteiden ratkaisemiseksi on, että musta energia voisi olla dynaamisempaa kuin aiemmin on ajateltu. Toisin kuin muuttumattoman kosmologisen vakion ajatus, jotkut tutkijat ehdottavat, että musta energia olisi käynyt läpi faasisiirtymän, siirtyen hidastumisvaiheesta universumin laajenemisen kiihtymisvaiheeseen.
Äskettäin julkaistussa tutkimuksessa tutkijaryhmä tutki vielä radikaalimpaa versiota tästä ideasta. He ehdottavat, että musta energia voisi paitsi vaihtaa merkkiä, myös voimaa, mikäli universumi kiihtyy tai hidastuu. Tämä ehdotus, vaikka spekulatiivinen, voisi selittää joitakin havaittuja jännitteitä.
Mallinsa testaamiseksi tutkijat käyttivät useita tietoaineistoja, mukaan lukien Planck-satelliitin mittaukset kosmisesta taustasäteilystä, baryonisten akustisten värähtelyjen ja supernovien havainnot. Heidän mallinsa näyttää lievittävän joitakin jännitteitä, tarjoten lupaavan reitin tuleville tutkimuksille.
Kuitenkin kirjoittajat tunnustavat, että heidän mallinsa ei ole vielä juurtunut tunnettuihin fysiikan periaatteisiin. Se on enemmänkin teoreettinen tutkimus, joka pyrkii herättämään uusia ideoita mustan energian luonteesta. Tämä lähestymistapa voisi kannustaa teoreetikot ehdottamaan mekanismeja, jotka selittävät, miten tällainen siirtymä voisi tapahtua.
Joka tapauksessa tämä tutkimus korostaa, että ymmärryksemme universumista, ja erityisesti mustasta energiasta, on kaukana täydellisestä. Tulevat havainnot, erityisesti James Webbin avaruusteleskoopin tekemät, voisivat tuoda vastauksia näihin keskeisiin kysymyksiin.
mitä musta energia on?
Musta energia on hypoteettinen energiamuoto, joka koostuu noin 68 % universumista. Se on vastuussa kosmisen laajenemisen kiihtymisestä, ilmiöstä, joka löydettiin 1990-luvun lopulla kaukaisten supernovien havainnoinnin avulla.Toisin kuin musta aine, joka vaikuttaa gravitaatiovoimalla, musta energia vaikuttaa näyttäisi toimivan hylkivänä voimana. Sen alkuperä ja tarkka luonne ovat edelleen yksi modernin kosmologian suurimmista mysteereistä.
Tutkijat harkitsevat useita teorioita selittääkseen mustaa energiaa, vaihdellen muuttumattomasta kosmologisesta vakioista, kuten Einstein ehdotti, dynaamisiin skalaareihin kenttiin. Jokaisella näistä teorioista on syviä vaikutuksia universumin lopulliseen kohtaloon.
mitä Hubble-jännitys on?
Hubble-jännitys viittaa eroon universumin laajenemisen nopeuden mittauksissa, joita kutsutaan Hubble-vakioksi. Kosmisen taustasäteilyn havainnot, jotka ulottuvat nuoreen universumiin, antavat alhaisemman arvon kuin mitä saadaan tutkimalla supernovia lähellä universumissa.Tämä ero voisi viitata siihen, että ymmärryksemme kosmologisesta fysiikasta on puutteellinen. Se on herättänyt monia hypoteeseja, jotka vaihtelevat uusista mustan energian muodoista järjestelmällisiin virheisiin mittauksissa.
Tämän jännityksen ratkaiseminen on tärkeää kosmologisen mallimme tarkentamiseksi. Tulevat avaruusmissiot, kuten Euclid-teleskooppi, voisivat tarjota tarkempia tietoja tämän kysymyksen ratkaisemiseksi.