Apakah energi gelap itu ilusi?

Selama 20 tahun terakhir, fisikawan telah mengetahui bahwa perluasan alam semesta semakin cepat, seolah-olah "energi gelap" aneh meledakkan ruang seperti balon. Faktanya, model standar yang diuji oleh ahli kosmologi mengasumsikan bahwa 69% isi alam semesta adalah energi gelap.

Namun, tim ahli teori mengklaimtim ahli teori mengklaim mungkin tidak ada kebutuhan untuk hal-hal misterius. Sebaliknya, para periset berpendapat, percepatan alam semesta dapat didorong oleh variasi, atau inhomogeneities, dalam densitasnya. Jika demikian, maka salah satu misteri terbesar fisika dapat dijelaskan dengan teori relativitas umum Albert Einstein yang tidak umum. Peneliti lain skeptis.

"Jika benar, seseorang harus mengambil kembali hadiah Nobel" yang diberikan pada tahun 2011 untuk penemuan perluasan percepatan alam semesta, kata Nick Kaiser, ahli kosmologi di University of Hawaii di Honolulu, dikutip dari sciencemag.org.

Tom Giblin, ahli kosmologi komputasi di Kenyon College di Gambier, Ohio, yang telah mengerjakan analisis serupa, mengatakan, "Saya akan senang jika inhomogeneities menjelaskan energi gelap. Saya tidak melihat bukti dari kami. Simulasi untuk mengharapkannya sebagai efek yang besar seperti yang mereka lihat di sini,” katanya.

Yang menjadi masalah adalah bagaimana ahli kosmologi menghitung bagaimana alam semesta berevolusi selama 13,8 miliar tahun yang lalu. Secara kasar, mereka mengandalkan dua persamaan. Yang satu menggambarkan bagaimana masalah bergabung menjadi galaksi dan kelompok galaksi.

Metodologi Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) lainnya, yang berasal dari teori gravitasi Einstein, atau relativitas umum, dan ilmuwan menggunakannya untuk menghitung berapa banyak alam semesta telah berkembang setiap saat.

Pada setiap langkah dalam simulasi, program kosmologis menggunakan metrik FLRW untuk menghitung "faktor skala", yang menentukan berapa banyak alam semesta telah tumbuh. Program tersebut kemudian menggunakan faktor skala sebagai masukan untuk menghitung bagaimana pembentukan galaksi dan cluster berkembang pada tahap tersebut.

Sebenarnya, bagaimanapun, persamaan FLRW berlaku untuk alam semesta yang mulus dan homogen. Jadi untuk menghitung faktor skala pada setiap langkah, ahli kosmologi biasanya menganggap alam semesta itu mulus dan menggunakan kerapatan rata-rata yang ditentukan dari simulasi (seperti masukan metrik FLRW).

Itu agak tidak pasti, karena relativitas umum mengatakan massa dan energi melengkung ruang waktu. Akibatnya, ruang harus berkembang lebih cepat di daerah yang lebih sepi dan lebih lambat di daerah yang ramai, di mana gravitasi galaksi berhenti terhadap ekspansi.

Jadi, pada prinsipnya, inhomogeneities di alam semesta dapat memberi umpan balik melalui dinamika dan mempengaruhi ekspansi alam semesta.

Gábor Rácz dan László Dobos, astrofisikawan di Universitas Eötvös Loránd di Budapest, dan rekan mereka bertekad untuk menangkap "reaksi balik" tersebut. Mereka mensimulasikan sebuah kubus ruang berukuran 480 juta tahun cahaya di setiap sisinya.

Alih-alih menggunakan metrik FLRW untuk menghitung setiap langkah setiap faktor skala tunggal untuk keseluruhan kubus, mereka memecahkan kubus menjadi 1 juta miniuniverses dan kemudian menggunakan persamaan tersebut untuk menghitung faktor skala pada masing-masing elemen.

"Kami berasumsi bahwa setiap wilayah di alam semesta menentukan tingkat ekspansi itu sendiri," kata Dobos.

Para peneliti kemudian menghitung rata-rata banyak faktor skala, yang dapat berbeda dari faktor skala yang dihitung dari kerapatan rata-rata.

Alam semesta virtual tim berkembang sama seperti yang asli, dengan ekspansi yang meningkat selama beberapa miliar tahun terakhir. Itu terjadi bahkan tanpa menambahkan energi gelap yang merentang ke simulasi, para peneliti melaporkan dalam sebuah makalah di pers di Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society. Hasilnya menunjukkan bahwa mungkin untuk menjelaskan energi gelap sebagai ilusi.

Yang lainnya sangat berhati-hati. Giblin mencatat bahwa simulasi yang dia dan rekan-rekannya lakukan berbeda dari yang baru. Karya baru melacak evolusi alam semesta ke skala spasial yang lebih halus, namun melibatkan asumsi dan perkiraan tertentu. Terlepas dari perbedaan tersebut, Giblin mengatakan, karyanya menunjukkan bahwa backreaction akan mengubah tingkat ekspansi alam semesta kurang dari satu persen, sementara simulasi baru menunjukkan efek lebih dari 20%.

Kaiser juga mengharapkan efek inhomogeneity menjadi kecil. Dia mencatat bahwa bukti terbaik untuk perluasan alam semesta yang dipercepat berasal dari mengukur jarak dan usia ledakan bintang yang dikenal sebagai supernova tipe 1 di alam semesta yang relatif dekat.

Namun, di alam semesta lokal, gravitasi Newton sederhana harus bekerja cukup baik. Itu menunjukkan perbedaan bagaimana faktor skala ditentukan dalam teori relativistik seharusnya tidak memberikan efek yang besar. "Jika mereka benar, ada sesuatu yang sangat lucu terjadi," katanya.

Namun, para ahli mengatakan bahwa masuk akal untuk menyelidiki reaksi balik. "Saya akan mengatakan bahwa sekarang ini adalah bagian dari arus utama orang-orang yang ingin menghitung ukuran efek ini," kata Thomas Buchert, ahli kosmologi di Universitas Lyon di Prancis, yang mempelopori topik tersebut pada 1990-an.

Giblin mencatat "kosmologi arus utama telah melakukan pekerjaan yang buruk dalam memecahkan masalah energi gelap yang kemungkinan akan menjadi gagasan nonmainstream seperti ini. Saya tidak tahu apakah ini dia,” katanya.(kakikukram.com)

Images:
Sciencemag.org
Powered by Blogger.