Кой се нуждае от тъмна енергия?

Изображение чрез Брайън Коберлайн/Една Вселена в даден момент.


Нашата вселена се разширява. Това го знаехмев продължение на почти веки съвременните наблюдения продължават да подкрепят това. Нашата вселена не само се разширява, но и прави това в един моментпостоянно нарастващ процент. Но остава въпросът какво движи това космическо разширение. Най -популярният отговор е това, което наричаме тъмна енергия. Но имаме ли нужда от тъмна енергия, за да отчитаме разширяващата се вселена? Може би не.

Идеята за тъмната енергия идва от свойство на общата теория на относителността, известно като космологична константа. Основната идея на общата теория на относителността е, че наличието на материя https://briankoberlein.com/2013/09/09/the-attraction-of-curves/. В резултат на това светлината и материята се отклоняват от прости прави пътища по начин, който прилича на гравитационна сила. Най -простият математически модел в относителността просто описва тази връзка между материята и кривината, но се оказва, че уравненията позволяват и допълнителен параметър, космологичната константа, който може да даде на пространството обща скорост на разширяване. Космологичната константа перфектно описва наблюдаваните свойства на тъмната енергия и тя възниква естествено в общата теория на относителността, така че е разумен модел за възприемане.


В класическата относителност наличието на космологична константа просто означава, че космическото разширение е само свойство на пространството -време. Но нашата вселена също се управлява от квантовата теория и квантовият свят не играе добре с космологичната константа. Едно решение на този въпрос е този квантвакуумна енергияможе да е причина за космическо разширение, но в квантовата теория вакуумните колебания вероятно биха направили космологичната константа далеч по -голяма от това, което наблюдаваме, така че това не е много задоволителен отговор.

Въпреки необяснимата странност на тъмната енергия, тя толкова добре съответства на наблюденията, че е станала част отмодел на съгласиеза космологията, известен също като модел Lambda-CDM. Тук гръцката буква Lambda е символът за тъмна енергия, а CDM означава Студена тъмна материя.

В този модел има прост начин да се опише цялостната форма на космоса, известен катоМетрика на Фридман – Лемаитър – Робъртсън – Уокър (FLRW). Единственият улов е, че това предполага, че материята е разпределена равномерно в цялата Вселена. В реалната вселена материята е събрана заедно в купове галактики, така че показателят FLRW е само приближение до реалната форма на Вселената. Тъй като тъмната енергия съставлява около 70% от масата/енергията на Вселената, като цяло се смята, че показателят FLRW е добро приближение. Но какво, ако не е?

Нова хартиятвърди само това. Тъй като материята се слепва, пространството ще бъде по -силно извито в тези региони. В големите кухини между купчините галактики ще има по -малка кривина на пространството. По отношение на групираните региони кухините изглежда се разширяват подобно на появата на тъмна енергия. Използвайки тази идея, екипът проведе компютърни симулации на вселена, използвайки този клъстер ефект, а не тъмна енергия. Те откриха, че цялостната структура се развива подобно на моделите с тъмна енергия.




Това изглежда подкрепя идеята, че тъмната енергия може да бъде ефект от групирани галактики.

Това е интересна идея, но има причини да бъдете скептични. Въпреки че подобно групиране може да има някакъв ефект върху космическото разширение, то не би било толкова силно, колкото наблюдаваме. Въпреки че този конкретен модел изглежда обяснява мащаба, в който се случва групирането на галактики, той не обяснява други ефекти, като наблюдения на далечни свръхнови, които силно поддържат тъмната енергия. Лично аз не намирам този нов модел за много убедителен, но смятам, че подобни идеи със сигурност си заслужават да бъдат проучени. Ако моделът може да бъде допълнително усъвършенстван, може да си струва още един поглед.

Доклад: Gabor Rácz, et al. Конкордантна космология без тъмна енергия. Месечни известия на Кралското астрономическо дружество: Писма DOI:10.1093/mnrasl/slx026(2017)