Veel mysterie omringt donkere energie en de kosmologische constante, de proxy's die worden gebruikt om de versnelde uitdijing van het heelal te verklaren. Nieuw onderzoek suggereert dat een vroeg model van donkere energie een concurrerende theorie presenteert die alle voordelen biedt van de huidige modellen zonder de bagage die gepaard gaat met de kosmologische constante.

Het heelal dijt niet alleen uit, maar doet dit in een steeds sneller tempo. Nog, ondanks het feit dat astronomen, kosmologen en natuurkundigen weten dit al twee decennia, de kracht die deze uitbreiding aandrijft, is nog onbekend. Een tijdelijke aanduiding of gevolmachtigde voor deze kracht, donkere energie - een gladde vloeistofachtige component die het heelal vult met een negatieve druk - is ingevoegd in standaard kosmologische modellen met de kosmologische constante (weergegeven door het symbool lambda) die wordt gebruikt om die versnelling te definiëren.

Maar nog steeds, de ware aard van dit belangrijke element van het heelal ontwijkt ons. Nieuw onderzoek gepubliceerd in New Astronomy door Luz Ángela García, natuurkundige en astronoom aan de Universidad ECCI, Bogota, Colombia en haar co-auteurs, Leonardo Castañeda en Juan Manuel Tejeiro van Observatorio Astronómico Nacional, Universidad Nacional de Colombia, Colombia, suggereert een nieuwe benadering om dit kosmische raadsel op te lossen.

"Ons werk is een voorstel voor een kandidaat-model voor donkere energie, als alternatief voor de standaard kosmologische constante, " zegt Garcia, de corresponderende auteur van de studie. "Dit theoretische model biedt een mogelijke verklaring voor de huidige versnelde uitdijing van het heelal." Ze legt verder uit dat het nieuwe aspect van het artikel is dat het suggereert dat de kosmologische constante misschien niet nodig is om donkere energie te beschrijven, waardoor een aantal moeilijkheden vermeden wordt, namelijk de enorme divergentie tussen de theoretische voorspelling van de constante en zijn experimentele waarde.

"De kosmologische constante heeft serieuze theoretische problemen. Er zijn veel alternatieve modellen voorgesteld, maar sommige moeten wiskundig zeer complex zijn om een ​​fysieke interpretatie van de verschijnselen te geven, " zegt García. "We presenteren een compleet andere vorm van donkere energie die door constructie de versnelde uitdijing in dit stadium van het heelal produceert, maar evolueert ook met roodverschuiving; daarom, het kan worden gekoppeld aan andere astronomische waarnemingen in het verleden." het 'early dark energy model' (EDE) - een groep modellen die donkere energie in het vroege heelal zien werken - voorgesteld door García en haar co-auteurs emuleert het gedrag beschreven door de kosmologische constante en zou onderzoekers kunnen helpen begrijpen of alternatieve modellen voor huidige donkere energie theorieën mogelijk zijn.

Nog, terwijl het suggereert een radicale opschudding van het donkere energie paradigma, García's werk bouwt sterk voort op de bevindingen en methoden die eraan voorafgingen. "We gebruikten helderheidsafstanden van supernova's type Ia - standaardkaarsen genoemd omdat hun regelmaat in termen van helderheid betekent dat ze door astronomen kunnen worden gebruikt om afstandsmetingen uit te voeren - op dezelfde manier waarop de Nobelprijswinnaars uit 2011 ze gebruikten om de versnelde expansie van het universum, " zegt de astronoom. "Bovendien, we leggen beperkingen op van de kosmische microgolfachtergrond en metingen van de Hubble-parameter van akoestische baryonoscillatie (schommelingen in de dichtheid van alledaagse baryonische materie, dat is, materie bestaande uit protonen en neutronen)."

De tijd is rijp voor een kritische beoordeling van donkere energie en de kosmologische constante. terwijl het mysterie rond de steeds snellere uitdijing van het heelal voortduurt, de moderne kosmologie is zo verbeterd dat het vinden van de oplossing ervan aannemelijker lijkt dan ooit. "Het is een zeer interessante tijd voor de kosmologie, met veel lopende en toekomstige onderzoeken die gericht zijn op het ontdekken van donkere energie en de aard ervan. Projecten zoals DES (Dark Energy Survey), DESI (Dark Energy Spectroscopisch Instrument), eBOSS (uitgebreid Baryon Oscillatie Spectroscopisch Onderzoek), en Euclides, onder vele anderen, leggen strenge beperkingen op aan plausibele kandidaten voor donkere energie, " zegt García. "In de nabije toekomst, we zullen een spectaculaire 3D-kaart hebben met de verdeling van de sterrenstelsels in het heelal, en daarmee we zullen de ultieme kenmerken van donkere energie onthullen."

García voegt eraan toe dat zij en haar co-auteurs vinden dat hun theoretische model een overtuigende beschrijving is van donkere energie en de effecten ervan, goed vergelijken met de standaard kosmologische constante, zonder de fundamentele problemen op te lopen die nog openstaan ​​​​met de laatste. "Het universum zit vol mysteries en donkere en onverklaarbare materie-energiecomponenten. Ik voel me zeer vereerd en opgewonden dat ik voor de kost kan nadenken over deze fundamentele aspecten van het universum, " concludeert García. "Ik werd geïnspireerd om een ​​carrière in de astronomie na te streven sinds ik klein was, en dat is niet makkelijk voor een vrouw en zeker niet in een ontwikkelingsland, maar ik ben ervan overtuigd dat de wetenschap vruchten zal afwerpen en dat het heelal ons zal blijven verrassen."