Изглед на дълбоко поле на Хъбъл. Кредит за изображение: Хъбъл. Щракнете за уголемяване
Космолозите от Принстънския университет обявиха нов метод, за да разберат защо разширяването на Вселената се ускорява. Предложената техника ще бъде в състояние да определи дали космическото ускорение се дължи на все още неизвестна форма на Тъмната енергия във Вселената или дали е подпис на разбивка на теорията за общата относителност на Айнщайн при много големи мащаби на Вселената. Резултатът се представя днес от главния изследовател д-р Мустафа Ишак-Бушаки, научен сътрудник от Университета Принстън в Ню Джърси, на срещата на Канадското астрономическо общество в Монреал, КК.
„Ускоряващото се разширяване на Вселената представлява един от най-интригуващите и предизвикателни проблеми в астрофизиката. Нещо повече, тя е свързана с проблеми в много други области на физиката. Нашата изследователска работа е фокусирана върху ограничаване на различни възможни причини за това ускорение. " казва д-р Ишак-Бушаки.
През последните 8 години няколко независими астрономически наблюдения доказват, че разширяването на Вселената е настъпило във фаза на ускорение. Откриването на това ускорение дойде като изненада за астрофизиците, които очакваха да измерят забавяне на разширяването, причинено от гравитационното привличане на обикновената материя във Вселената.
За да обяснят космическото ускорение, теоретичните космолози въведоха понятието за нов енергиен компонент, който ще представлява две трети от цялата енергийна плътност на Вселената и е гравитационно отблъскващ, а не привлекателен. Този компонент е наречен Dark Energy.
Реална ли е Тъмната енергия? „Не знаем“, коментира проф. Дейвид Спергел от Принстън. „Това може да е съвсем нова форма на енергия или наблюдателен подпис за провала на теорията на общата относителност на Айнщайн. Така или иначе неговото съществуване ще има дълбоко влияние върху нашето разбиране за пространство и време. Нашата цел е да можем да разграничим двата случая. "
Най-простият случай на Тъмната енергия е космологичната константа, която Айнщайн въведе преди 80 години, за да съгласува теорията си за обща относителност с предразсъдъците си, че Вселената е статична. Той трябваше да оттегли космологичната константа няколко години по-късно, когато беше открито разширяването на Вселената. Откриването на космическото ускорение възроди дебата за космологичната константа в нов контекст.
Друга коренно различна възможност е космическото ускорение да е подпис на нова теория за гравитацията, която влиза в много големи мащаби на Вселената, а не продукт на Тъмната енергия. Някои от наскоро предложените модифицирани модели на гравитацията са вдъхновени от теорията на суперструните и физиката на извънмерни размери.
Можем ли да различим тези две възможности? Предложената процедура показва, че отговорът е „да“. Общата идея е следната. Ако ускорението се дължи на тъмната енергия, тогава историята на разширяването на Вселената трябва да съответства на скоростта, с която нарастват струпвания на галактики. Отклоненията от тази консистенция биха били знак за разпадането на Общата относителност при много големи мащаби на Вселената. Предложената процедура осъществява тази идея, като сравнява ограниченията, получени върху Тъмната енергия от различни космологични сонди и позволява ясно да се идентифицират всякакви несъответствия.
Като пример, в това проучване е разгледана вселена, описана от 5-измерена модифицирана теория на гравитацията и е показано, че процедурата може да идентифицира подписа на тази теория. Важното беше, че бъдещите астрономически експерименти могат да разграничат модифицираните теории на гравитацията и моделите на тъмната енергия.
Изследователската работа по представените резултати беше ръководена от д-р Мустафа Ишак-Бушаки в сътрудничество с професор Дейвид Спергел, както от катедрата по астрофизични науки в Принстънския университет, така и Амол Упадхие, аспирант в катедрата по физика в Принстънския университет.
Оригинален източник: Princeton News Release
