Nový kosmologický model bez temné hmoty smazal 68 % vesmíru.

Tajemná temná energie, u níž moderní fyzika předpokládá, že tvoří až 68 % vesmíru, nemusí vůbec existovat. K takovým závěrům došel maďarsko-americký tým vědců. Výzkumníci se domnívají, že standardní modely vesmíru neberou v úvahu měnící se strukturu vesmíru. Až se tak stane, temná energie možná přestane být potřebnou. Tým publikuje výsledky své práce v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Náš vesmír byl zformován velkým třeskem před 13,8 miliardami let, od té doby se neustále rozpíná. Klíčovým důkazem rozpínání vesmíru je Hubbleův zákon založený na pozorování galaxií, který říká, že rychlost vzdalování galaxií (mimo Místní skupiny galaxií) je přímo úměrná jejich vzdálenosti.

Astronomové měří tuto rychlost recesí, sledováním barevného spektra světla z galaxie, čím více se posouvá  k červené, tím rychleji se galaxie vzdaluje. Mapování rychlostí galaxií z roku 1920 vedlo vědce k závěru, že celý vesmír se rozpíná, a že to celý začal v mizivě malém bodě.

Ve druhé polovině dvacátého století astronomové našli důkazy neviditelné hypotetické formy hmoty, temné hmoty. Její existence by vysvětlovala nesrovnalosti mezi některými skutečně zjištěnými hodnotami z pozorování pohybů hvězd v galaxiích a vypočítanými hodnotami z modelů. O Temné hmotě nyní předpokládáme, že tvoří 27 % vesmíru (zatímco ‚běžná‘ hmota pouhých 5 %).

Pozorování výbuchů bílých trpaslíků v binárních systémech (tzv. supernov typu Ia) v roce 1990, pak vedlo vědce k závěru, že třetí složka, temná energie, tvoří 68 % vesmíru, a je zodpovědná za zrychlování expanze vesmíru.

V nové práci, výzkumníci pod vedením doktoranda Gábora Rácze z Univerzity Eötvöse Loránda v Maďarsku, zpochybňují existenci temné energie a navrhují alternativní vysvětlení. Tvrdí, že konvenční modely kosmologie (studie o vzniku a vývoji vesmíru), spoléhají na odhady, které ignorují jeho strukturu a předpokládají, že hmota má  jednotnou hustotu.

„Einsteinovy rovnice obecné teorie relativity , které popisují expanzi vesmíru jsou matematicky tak složité, že za sto let nebyla nalezena žádná řešení zahrnující vliv kosmických struktur. Z velmi přesných pozorování supernov víme, že rozpínání vesmíru se zrychluje, ale zároveň se opíráme o hrubé odhady Einsteinových rovnic, které mohou mít závažné vedlejší důsledky, jako je například nutnost přidat temnou energii do modelů tak, aby odrážely skutečná pozorování.“ vysvětluje Dr. László Dobos, spoluautor práce.

V praxi se normální a temná hmota zdají vyplňovat vesmír strukturou podobnou pěně, kde se galaxie nacházejí na tenkých stěnách mezi bublinami a jsou seskupeny do superkup. Vnitřky bublin, na druhou stranu, téměř žádnou hmotu ani temnou hmotu neobsahují.

Pomocí počítačové simulace pro modelování vlivu gravitace na distribuci milionů částic temné hmoty, vědci rekonstruovali vývoj vesmíru, včetně raného shlukování hmoty a tvorby velkých struktur.

Na rozdíl od konvenčních simulací s plynule expandujícím vesmírem, vedlo započtení těchto struktur k výsledku, kdy různé oblasti vesmíru expandovaly v různém poměru. Celkově je ovšem průměrná míra expanze tohoto modelu v souladu se současným pozorováním, které naznačuje celkové zrychlení rozpínání.

Dr. Dobos dodává: „Teorie obecné relativity má zásadní význam pro pochopení toho, jak se vesmír vyvíjí. Nechceme zpochybňovat její platnost, zpochybňujeme pouze platnost některých řešení. Naše výsledky spoléhají na matematickou domněnku, která umožňuje diferenciální expanzi vesmíru v souladu s obecnou relativitou a ukázat, jak formování složitých struktur hmoty ovlivňuje rozpínání vesmíru. Tyto problémy se dříve zametaly pod koberec, ale jejich zohledněním lze vysvětlit akceleraci vesmíru bez potřeby temné energie.“

Bude-li tento objev potvrzen, mohlo by to mít významný dopad na modely vesmíru a směr výzkumu v oblasti fyziky. Posledních 20 let astronomové a teoretičtí fyzici spekulovali o povaze temné energie. Ta ale zůstává nevyřešeným tajemstvím. S novým modelem Csabai a jeho spolupracovníci očekávají přinejmenším zahájení živé debaty.

Zdroj: Royal Astronomical Society

Leave a Reply