Det mystiska ”mörka” krafter som antas accelerera universums expansion kanske inte existerar. Sanningen kan vara ännu mer märklig – bubblor av rymd där tiden går i drastiskt olika takt.
Tidens förlopp är inte så konstant som vår erfarenhet skulle kunna föreslå. Områden med högre gravitation upplever en långsammare tidspassage jämfört med områden med lägre gravitation, enligt en nyligen utvecklad modell kallad ”timescape cosmology”. Dessa skillnader i tidens förlopp kan leda till en illusion att universums expansion accelererar.
Två nya studier har analyserat över 1 500 supernovor för att undersöka hur sannolikt denna modell kan vara – och fann att ”timescape”-modellen kan vara en bättre förklaring till observationer än vår nuvarande bästa modell.
Den standardiserade kosmologiska modellen gör ett bra jobb med att förklara universum, men den kräver vissa justeringar. Det verkar inte finnas tillräckligt med massa för att förklara de gravitationella effekter vi observerar, så vi har uppfunnit en osynlig platsfyllare kallad mörk materia. Det verkar också finnas en mystisk kraft som motverkar gravitationen och driver universum att expandera i accelererande takt. Vi vet ännu inte vad denna kraft är, så vi har kallat den mörk energi. Allt detta tillsammans, med vanlig materia, bildar vad vi kallar lambda-cold dark matter (ΛCDM)-modellen.
Problemet är att denna modell använder en förenklad ekvation som antar att hela universum är jämnt och expanderar i samma takt överallt. Men universum är långt ifrån jämnt: vi ser ett kolossalt kosmiskt nät av galaxfilament korsat av stora tomrum som är tomare än vi kan förstå.
”Timescape cosmology” tar hänsyn till denna ”klumpighet”. Mer materia innebär starkare gravitation, vilket innebär långsammare tid – faktiskt, en atomklocka placerad i en galax skulle ticka upp till en tredjedel långsammare än samma klocka i mitten av ett tomrum.
När man sträcker detta över universums enorma livslängd, kan miljarder fler år ha passerat i tomrummen än i materietäta områden. En förvirrande implikation av detta är att det inte längre går att säga att universum har en enhetlig ålder på 13,8 miljarder år. Istället skulle olika regioner ha olika åldrar.
Och eftersom så mycket mer tid har passerat i tomrummen, har mer kosmologisk expansion ägt rum där. Därför, om du tittar på ett objekt på andra sidan av ett tomrum, skulle det verka röra sig bort från dig mycket snabbare än något på denna sidan av tomrummet. Over tid tar dessa tomrum upp en större del av universum, skapar en illusion av accelererande expansion, utan behov av att frammana någon mörk energi.
År 2017 testade astronomer från University of Canterbury i Nya Zeeland ”timescape cosmology” mot observationer och fann att den var en något bättre förklaring än ΛCDM för att förklara kosmisk expansion. Mer data behövdes.
Så för de nya studierna har ett astronomiteam från University of Canterbury och University of Heidelberg i Tyskland samlat och analyserat extra data i form av en katalog med 1 535 typ Ia supernovor. Dessa explosioner lysar med en förutsägbar ljusstyrka varje gång, så förskjutningar i deras ljus kan pålitligt avslöja avstånd, hastighet och rörelseriktning. Därför kallas de ofta ”standardljus”.
Den här gången säger astronomerna att de har funnit ”mycket starka bevis” till förmån för ”timescape” över ΛCDM. Detta tyder på ett potentiellt behov att ompröva kosmologins grunder.
”Mörk energi är en felidentifiering av variationer i den kinetiska energin i expansionen, som inte är uniform i ett universum så klumpigt som det vi faktiskt lever i,” säger David Wiltshire, en fysiker vid University of Canterbury.
”Forskningen ger övertygande bevis som kan lösa några av de nyckelfrågor kring vårt expanderande kosmos. Med nya data kan universums största mysterium vara löst innan slutet av decenniet.”
Båda studierna publicerades i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Källa: Science Alert
Taggar: Kosmologi, universum, expansion, mörk energi, timescape cosmology, supernovor, gravitation, tid, astronomi, forskning.