Sötét energia nélkül is megérthető a táguló Világegyetem
nagyobb betű kisebb betű comment e-mailben elküld nyomtatás
Sötét energia nélkül is megérthető a táguló Világegyetem

Sötét energia nélkül is megérthető a táguló Világegyetem

Az ELTE kutatói a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters című rangos nemzetközi csillagászati folyóiratban jelentették meg legújabb eredményeiket: vizsgálataik szerint sötét energia nélkül is meg lehet magyarázni az Univerzum gyorsulva tágulását. Az Univerzum 13,7 milliárd évvel ezelőtt keletkezett az Ősrobbanás során. 


Sötét energia nélkül is megérthető a táguló UniverzumAzóta a Világegyetem egyre tágul: ahogy azt a megfigyeléseken alapuló Hubble-törvény kimondja, minél távolabb van tőlünk egy galaxis, annál jobban eltolódik színképe a vörös felé, azaz annál nagyobb a látszólagos távolodási sebessége.

A kezdetben egyenletes anyageloszlás a gravitáció hatására csomósodik, így jöttek és jönnek létre a csillagok, valamint a galaxisok. Még nagyobb skálán, a galaxisok sem egyenletesen töltik ki a teret, hanem habszerű hártyákba, filamentumokba, klaszterekbe csoportosulnak. Ennek kimutatásában, azaz az Univerzum három dimenziós térképének megalkotásában is fontos szerepet játszottak az ELTE kutatói.

Nagy távolságokon a gravitáció az egyedüli számottevő erő, mely az anyagot mozgatja. A gravitációt és a tér tágulását az Einstein-egyenletek írják le: a tér megmondja az anyagnak, hogyan mozogjon, az anyag pedig meghatározza, hogy a tér hogyan görbüljön. Sajnos az Einstein-egyenletek egzaktul nem oldhatóak meg tetszőleges általános esetre, így a kutatók közelítéseket alkalmaznak. Az általánosan használt modell szerint nagy skálákon az Univerzumot homogénnek és izotrópnak, azaz minden irányban egyenletes anyageloszlásúnak tekintik. Ezzel az egyszerűsítéssel létezik egzakt matematikai megoldás, az úgynevezett Friedmann-egyenlet, mely leírja, hogy az idő függvényében hogyan tágul a tér.

Ez az egyszerűsített kozmológiai modell nagyrészt meg is egyezett a csillagászati megfigyelésekkel, de a 2011-ben Nobel-díjjal jutalmazott felfedezés alapján, szupernóvák észleléséből kiderült, hogy az Univerzum tágulása gyorsul.

A modell keretében ez csak úgy volt magyarázható, ha bevezettek egy úgynevezett sötét energiát, mely az Univerzum jelenlegi teljes energiaháztartásának (beleértve a teljes tömegét is, a nevezetes E= mc2 értelmében) mintegy 70%-át kiteszi. Nagy probléma azonban, hogy ennek a titokzatos sötét energiának a földi laboratóriumokban semmi nyomát nem találták, és mibenlétét a fizika mai elméletei nem tudják még közelítőleg sem megmagyarázni.

A galaxisok eloszlása az Univerzum egy szeletében a Sloan Digitális Égtérképezés észlelései alapján (jobbra), illetve az anyageloszlás modellezése N-test szimulációval (balra).

Az ELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszékén dolgozó Rácz Gábor és Beck Róbert PhD-hallgatók Dobos Lászlóval, Csabai Istvánnal és a valamikor szintén az ELTE-n végzett, jelenleg a University of Hawaii-on kutató és oktató Szapudi Istvánnal közösen megkérdőjelezték, hogy létezik-e egyáltalán a sötét energia, vagy más módon is magyarázható a gyorsulva tágulás.

Azt vetették fel, hogy a problémát az a közelítés okozza, amely figyelmen kívül hagyja az anyag észlelt csomósodását, illetve annak visszahatását a tágulásra. Nem mindegy ugyanis, hogy az Univerzum a teljes egészére vetített átlagsűrűsége által meghatározottan tágul, vagy hogy a kisebb, gravitációsan kötött régiók „lokális” sűrűségei szerinti tágulást észleljük nagy skálán kiátlagolva.

Egy általuk készített számítógépes, úgynevezett N-test szimuláció segítségével sok millió „részecskével” modellezték az anyag eloszlását, dinamikáját. A részecskék közt alkalmazva a gravitáció egyenleteit rekonstruálható az Univerzum fejlődése, az anyag csomósodása. Vizsgálataik azt mutatták ki, hogy ha a tér tágulásánál egyenletes anyageloszlással számolnak, akkor megerősítve más kutatók eredményeit, csak sötét energia bevezetésével hozható összhangba a szimuláció a csillagászati észlelésekkel.

Azonban ha figyelembe vették azt, hogy a kisebb „mini-Univerzumok” önállóan tágulnak, ami a teljes Univerzumra nézve kiátlagolódik, akkor sötét energia nélkül is rekonstruálni tudták az észleléseket, a gyorsulva tágulást. Az eredeti sötét energiás elmélet és az új modell egyaránt képesek magyarázni az eddigi észlelések nagy részét, de bizonyos esetekben az új modell pontosabban egyezik a mérésekkel. A kutatók azt remélik, hogy a közeljövőbeli újabb mérések segítségével még jobban alátámasztható lesz modelljük, és teljesen kizárható lesz a sötét energia létezése.

Concordance cosmology without dark energy (Abstract)

According to the separate universe conjecture, spherically symmetric sub-regions in an isotropic universe behave like mini-universes with their own cosmological parameters. This is an excellent approximation in both Newtonian and general relativistic theories. We estimate local expansion rates for a large number of such regions, and use a scale parameter calculated from the volume-averaged increments of local scale parameters at each time step in an otherwise standard cosmological N-body simulation. The particle mass, corresponding to a coarse graining scale, is an adjustable parameter. This mean field approximation neglects tidal forces and boundary effects, but it is the first step towards a non-perturbative statistical estimation of the effect of non-linear evolution of structure on the expansion rate. Using our algorithm, a simulation with an initial Ωm = 1 Einstein–de Sitter setting closely tracks the expansion and structure growth history of the ΛCDM cosmology. Due to small but characteristic differences, our model can be distinguished from the ΛCDM model by future precision observations. Moreover, our model can resolve the emerging tension between local Hubble constant measurements and the Planck best-fitting cosmology. Further improvements to the simulation are necessary to investigate light propagation and confirm full consistency with cosmic microwave background observations.

 

Forrás: Infovilág
nagyobb betű kisebb betű comment e-mailben elküld nyomtatás
Hozzászólások (0)
Ehhez a cikkhez még senki nem írt hozzászólást.
Olvasta már?
A 77 Elektronika világújdonsága nyerte el a Magyar Innovációs Nagydíjat
A 77 Elektronika világújdonsága nyerte el a Magyar Innovációs Nagydíjat

A 77 Elektronika Kft. világviszonylatban is egyedülálló félautomata vizeletüledék-analizátor termékcsaládja nyerte el a 2016. évi Magyar Innovációs Nagydíjat. A fejlesztés egy teljesen új termékkategóriát hozott létre, a humán és az állatgyógyászatban egyaránt alkalmazható.

Bezárás
Csak együtt és összehangolt megközelítéssel kezelhetők a migrációs kihívások – Avramopoulosz EU-biztos budapesti sajtónyilatkozata Dimitrisz Avramopoulosz migrációs ügyekért, uniós belügyekért és uniós polgárságért felelős biztos ma Budapesten megbeszélést folytatott Pintér Sándor belügyminiszterrel és Trócsányi László igazságügyi miniszterrel. A megbeszélést követően közös sajtótájékoztatót tartottak. Avramopoulosznak a sajtótájékoztatón elhangzott nyilatkozatát az Európai Bizottság Magyarországi Képviseletének sajtófőnöke, Felix Bubenheimer – exkluzív közlésként – az Infovilág rendelkezésére bocsátotta magyarul.
Hagyományosan gazdag húsvéti programok Bécsben Ahogy a tavaszi virágok bontják szirmaikat, úgy nyílnak sorra a húsvéti vásárok az osztrák fővárosban. Április közepéig összesen 260 standnál válogathatnak az érdeklődők, a kínálat a hímes tojástól a kézműves termékeken át a különleges ínyencségekig terjed.
SPAR-ék szerint is nagy baki a nagypénteki boltbezárás Nem spóroltak, minek is tették volna, a SPAR Magyarország vezetői a nálunk tavaly negyedszázados kiskereskedelmi bolthálózat 2016-i eredményeinek a – stílusosan – leltárba vételével, amikor ma délben újságírók előtt beszámoltak az osztrák gyökerű társaság itthoni sikereiről.
Nokia 3310: visszatért a legendás marokfon – internetezésre is alkalmas Újra megjelent a Nokia a mobiltelefon-piacon; első újdonsága az idők során kultikussá vált 3310 jelű készülékének 2017. évi kiadása napjaink nagy meglepetésének kínálkozik. Jó ideig csak meg nem erősített hír keringett a visszatérésről, aztán a valósággá vált: az Mobile World Congress rendezvény egyik sztárjává lépett elő Nokia 3310.
A 77 Elektronika világújdonsága nyerte el a Magyar Innovációs Nagydíjat A 77 Elektronika Kft. világviszonylatban is egyedülálló félautomata vizeletüledék-analizátor termékcsaládja nyerte el a 2016. évi Magyar Innovációs Nagydíjat. A fejlesztés egy teljesen új termékkategóriát hozott létre, a humán és az állatgyógyászatban egyaránt alkalmazható.
A kormány ellehetetleníti a magyar piacon működő médiavállalatokat A kormány az Európai Bizottság 2016. november 4-i határozatára és az Európai Bíróság március 24-i végzésére reagálva tegnap benyújtotta azt törvénytervezetet, amely szerint az eddigi 5,3% helyett az idén január 1. és május 31. között 0% lesz a reklámadó mértéke, majd június elsejétől 9%-ra emelkedik az adóteher.
Az újságíró archívumából: A berlini falról – kissé másképpen (4.) Tatár Imre: a magyar külpolitikai újságírás doyenje, miként mondani szokták: "nagy öregje". De lehet-e öreg egy olyan 97 esztendős kolléga, aki nyugállományba vonulása óta mást sem tesz, mint folytatja a hivatását. Ír. Az örökifjú Aranytoll-életműdíjas újságíró – az Infovilág szerkesztőségének felkérésére – néhány folytatásban olvasóink rendelkezésére bocsátja szerfölött gazdag archívumának egyik dossziéját, amely a berlini falépítésről és következményeiről szól.
Verkehrsmuseum baut Schiffsbrücke HajóHíd, Schiffsbrücke ist der Titel der vom Verkehrsmuseum gestarteten Programmreihe. Der dafür entsprechende Schauplatz: das Museumsschiff Kossuth, vor Anker am Pester Donaukai. Einmal im Monat (nächster Termin 27. April) laden Verkehrsexperten, Historiker u.a. Leute vom Fach zum Vortrag mit anschließender Diskussuion auf die Kossuth ein.