science >> Wetenschap >  >> Fysica

Informatie-energie verklaart donkere energie, lost Hubble-spanning op, vermijdt de grote kou en is falsifieerbaar

Stellair verwarmd gas en stof in het Centaurus-A-sterrenstelsel. Krediet:NASA Hubble.

Stellair verwarmd gas en stof heeft een entropie, of informatie-inhoud, met een equivalente energie van 10 70 joules, direct vergelijkbaar met de mc 2 equivalente energie van de baryonmassa van het universum. In een studie gepubliceerd in Entropy , laat professor Paul Gough van de Universiteit van Sussex zien dat deze informatie-energie de oorzaak kan zijn van de donkere energie die de versnelde uitdijing van het universum veroorzaakt.

Eerder nam de informatie-energiedichtheid snel toe met toenemende stervorming, maar vlakte af rond een roodverschuiving van 1,4 en bleef tot op heden vrijwel constant. Op deze manier emuleert informatie-energie een kosmologische constante in het late heelal, maar lost ook veel van de Hubble-spanning en s8-fluctuatieparameterspanning tussen vroege en late heelalmetingen op. Het belangrijkste is dat Gough een meting voorstelt waarmee deze bron van donkere energie duidelijk experimenteel kan worden vervalst, om deze rol van informatie-energie te bevestigen of te weerleggen.

Informatie-energie lost andere problemen van het standaard ΛCDM-kosmologiemodel op. Door rekening te houden met alle donkere energie met informatie-energie, wordt het probleem van de kosmologische constante effectief opgelost, waardoor de kosmologische constante de nulwaarde kan aannemen, de voorkeurswaarde voordat we ontdekten dat de uitdijing van het universum versnelt.

Informatie donkere energie lost ook effectief het kosmologische toevalsprobleem op, dat de vraag stelt "Waarom nu?" Waarom leven we in het tijdperk van versnelde expansie van het universum wanneer de dichtheden van materie en donkere energie vergelijkbaar zijn? De stervorming moest zo ver zijn gegaan dat de informatie-energie van het stellaire verwarmde gas en stof sterk genoeg was om een ​​versnelde uitdijing te initiëren, en ook de stervorming moest voldoende zijn gevorderd om de kans te hebben dat intelligente wezens evolueren om het te kunnen waarnemen.

In tegenstelling tot een universele kosmologische constante, is deze informatie-energie van nature samengeklonterd rond sterren en sterrenstelsels. Die klompjes energie veroorzaken extra lokale verstoringen van de ruimte-tijd, waardoor zwaartekrachtattracties ontstaan, zoals extra onzichtbare donkere materie. Er is gevonden dat effecten die aan donkere materie in sterrenstelsels worden toegeschreven, voornamelijk worden bepaald door de locatie van baryonen, een waarneming die als onverenigbaar wordt beschouwd met ΛCDM, maar die van nature volgt uit de informatie-energie van stellair verwarmd gas en stof.

Wanneer sterrenstelsels botsen, gaan de locaties van donkere materie-effecten ook dwars door de botsing heen, net als de informatie-energie van stellair verwarmd gas en stof. Op deze manier kan informatie-energie verantwoordelijk zijn voor veel effecten die voorheen aan donkere materie werden toegeschreven. Dus informatie-energie verbindt beide aspecten van de donkere kant, omdat het lokaal aantrekkelijk is en donkere materie nabootst, maar een afstotend heelal wijd als de donkere energie die de uitdijing van het universum versnelt.

Een informatiebron van donkere energie doet ons ook een andere toekomst verwachten. In het standaardmodel zorgt de kosmologische constante ervoor dat de uitdijingssnelheid van het universum blijft versnellen tot de "grote kilte", wanneer er geen sterren zichtbaar zijn aan de hemel. Daarentegen zal de informatie-donkere-energiedichtheid van stellair verwarmd gas en stof uiteindelijk afnemen als er meer sterren sterven dan er nieuw worden gevormd. Dan zal de expansie van het universum terugkeren naar een vertraging zoals die plaatsvond vóór het huidige door donkere energie gedomineerde tijdperk. + Verder verkennen

Het versnellende universum onderzoeken