De auteurs van een nieuwe, potentieel controversiële studie suggereren dat de uitdijing van het heelal mogelijk is
De nieuwe nieuwe aanpak wordt in detail beschreven in een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Klassieke en kwantumzwaartekracht Professor in de theoretische natuurkunde aan de Universiteit van Genève Lucas Lombriser.
Wat is de uitdijing van het heelal?
Volgens de algemeen aanvaarde theorie is het universum geborensamen met de oerknal en zag eruit als een zeer heet en dicht punt. Na onvoorstelbaar kleine fracties van een fractie van een seconde begon de uitdijing van het heelal (of inflatie). De ruimte zelf breidde zich sneller uit dan de snelheid van het licht. Gedurende deze periode is het heelal minstens 90 keer groter geworden.
Volgens NASA volgt na inflatie de groei van het heelalvoortgezet, maar in een langzamer tempo. Naarmate de ruimte groter werd, koelde deze af en vormde zich materie. Een seconde na de oerknal was het gevuld met neutronen, protonen, elektronen, anti-elektronen, fotonen en neutrino's.
Deze opname van de hele hemel toont het ontluikende heelal. Het toont temperatuurschommelingen die 13,7 miljard jaar teruggaan. Afbeelding met dank aan NASA
Ongeveer 380.000 jaar na de oerknalmaterie koelde voldoende af om atomen te vormen in het tijdperk van recombinatie, wat leidde tot de vorming van een transparant, elektrisch neutraal gas. Na dat moment stortte het universum zich echter in duisternis, omdat er nog geen sterren of andere heldere objecten waren gevormd.
Ongeveer 400 miljoen jaar later begon het heelalkomen uit de kosmische donkere middeleeuwen naar het tijdperk van reïonisatie. Gedurende deze tijd van meer dan een half miljard jaar zijn er genoeg gasklonten ingestort om de eerste sterren en sterrenstelsels te vormen, waarvan het energetische ultraviolette licht het grootste deel van het neutrale waterstof ioniseerde en vernietigde.
Hoewel de uitdijing van het heelal geleidelijk is vertraagdOmdat materie onder invloed van de zwaartekracht tot elkaar werd aangetrokken, begon volgens NASA ongeveer 5 tot 6 miljard jaar na de oerknal een mysterieuze kracht (donkere energie) de uitdijing van het universum te versnellen. Er wordt aangenomen dat dit proces vandaag de dag voortduurt.
Bewijs voor expansie en de kosmologische constante
Wetenschappers weten dat het heelal uitdijt als gevolg vanroodverschuiving, waarbij de golflengte van het licht wordt uitgerekt naar het rodere uiteinde van het spectrum terwijl het object dat het uitzendt van ons af beweegt. Verre sterrenstelsels hebben een grotere roodverschuiving dan sterrenstelsels die zich het dichtst bij de aarde bevinden. Dit suggereert dat deze sterrenstelsels steeds verder van ons af bewegen.
Meer recentelijk hebben wetenschappers daar bewijs voor gevondendat de uitdijing van het heelal niet vaststaat, maar feitelijk versnelt. Er is een term voor dit fenomeen die bekend staat als de kosmologische constante of lambda.
Wat is het probleem?
De kosmologische constante was hoofdpijnvoor kosmologen, omdat voorspellingen van de deeltjesfysica over de waarde ervan 120 ordes van grootte verschillen van werkelijke waarnemingen. Daarom wordt de kosmologische constante 'de slechtste voorspelling in de geschiedenis van de natuurkunde' genoemd.
Bolvormige sterrenhoop NGC 6397. Afbeelding met dank aan NASA/Francesco Ferraro/Bologna Observatorium
Kosmologen proberen vaak de discrepantie op te lossentussen verschillende lambda-waarden, wat nieuwe deeltjes of fysieke krachten suggereert. Maar de auteurs van de nieuwe studie hebben dit probleem opgelost door de bestaande versies te heroverwegen.
Wat suggereert de nieuwe studie?
In de wiskundige interpretatie van LombreatherHet heelal dijt niet uit, maar is vlak en statisch, zoals Einstein ooit geloofde. De waargenomen effecten die duiden op uitdijing kunnen worden verklaard door de evolutie van de massa’s van deeltjes zoals protonen en elektronen in de loop van de tijd.
In deze interpretatie komen de deeltjes uit het veld,doordringende ruimte-tijd. De kosmologische constante wordt bepaald door de massa van het veld. Omdat dit veld fluctueert, gedragen de massa's van de deeltjes die erdoor worden gegenereerd zich op dezelfde manier. De kosmologische constante verandert nog steeds met de tijd, maar in dit model is dit proces het gevolg van de verandering in de massa van deeltjes in de loop van de tijd, en niet van de uitdijing van het universum.
Veldfluctuaties leiden tot groot roodverplaatsingen van verre clusters van sterrenstelsels dan traditionele kosmologische modellen voorspellen. De kosmologische constante blijft dus trouw aan de voorspellingen van het model.
Recept voor het Donkere Universum
De nieuwe structuur van de Lombreather lost ook een aantal opandere dringende problemen van de kosmologie, waaronder de aard van donkere materie. Dit onzichtbare materiaal overtreft de gewone materiedeeltjes met een verhouding van 5 op 1, maar blijft onbegrijpelijk omdat het geen interactie heeft met licht.
De natuurkundige suggereerde dat veldfluctuaties ookkan zich gedragen als een axionveld. In dit geval zijn axionen hypothetische deeltjes, die worden beschouwd als een van de voorgestelde kandidaten voor de rol van donkere materie.
Deze schommelingen kunnen ook het donker ‘wegnemen’energie, een hypothetische kracht die het weefsel van de ruimte uitrekt en daardoor sterrenstelsels steeds sneller uit elkaar trekt. In het nieuwe model zal het effect van donkere energie verklaard worden door de massa’s deeltjes, die op latere tijdstippen in het heelal een ander evolutionair pad kozen.
Lees verder:
Er is een quasi-maan gevonden in de buurt van de aarde: hij reist al meer dan 2000 jaar met onze planeet mee
Onderzoekers hebben laten zien hoe farao Toetanchamon eruit zag
Natuurkundigen maakten eerst röntgenfoto's van een enkel atoom
</ p>