Φυσικοί από το Κέντρο Εφαρμοσμένης Διαστημικής Τεχνολογίας και Μικροβαρύτητας στο Πανεπιστήμιο της Βρέμης και το Πανεπιστήμιο της Τρανσυλβανίας στο Μπρασόβ διατύπωσαν ένα νέο θεωρητικό πλαίσιο που θα μπορούσε να ξαναγράψει τον τρόπο με τον οποίο κατανοούμε την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος — και ενδεχομένως να καταστήσει την μυστηριώδη σκοτεινή ενέργεια παρωχημένη.
Συγκεκριμένα, πρότειναν ότι η επιτάχυνση μπορεί να είναι ένα θεμελιώδες χαρακτηριστικό της ίδιας της γεωμετρίας του χωροχρόνου, και όχι το προϊόν μιας άγνωστης κοσμικής δύναμης.
Τις τελευταίες δεκαετίες, οι επιστήμονες βρίσκονται αντιμέτωποι με μια εκπληκτική παρατήρηση: αντίθετα με τις προσδοκίες, η διαστολή του Σύμπαντος δεν επιβραδύνεται από τη δύναμη της βαρύτητας, αλλά επιταχύνεται.
Τη δεκαετία του 1990, οι αστρονόμοι συμπέραναν αυτή την επιτάχυνση παρατηρώντας μακρινούς υπερκαινοφανείς αστέρες Τύπου Ia, που είναι από τα πιο βίαια γεγονότα στο Σύμπαν. Η τεράστια φωτεινότητα αυτών των φαινομένων επιτρέπουν στους αστρονόμους να μετρούν κοσμικές αποστάσεις, διαπιστώνοντας μεταξύ άλλων και την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος.
Αυτή η ανακάλυψη οδήγησε στην ευρεία διατύπωση της σκοτεινής ενέργειας – ενός διαδεδομένου, αόρατου συστατικού που πιστεύεται ότι προκαλεί την κοσμική επιτάχυνση. Ωστόσο, παρά τον κεντρικό της ρόλο στο Καθιερωμένο Μοντέλο, η φύση της σκοτεινής ενέργειας παραμένει ασαφής.
Στη νέα αυτή μελέτη υποστηρίζεται ότι η διαστολή του Σύμπαντος θα μπορούσε να εξηγηθεί, τουλάχιστον εν μέρει, τροποποιώντας το υποκείμενο γεωμετρικό πλαίσιο που χρησιμοποιείται για την περιγραφή της βαρύτητας.
Στην καρδιά της σύγχρονης κοσμολογίας βρίσκεται η γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, η οποία περιγράφει πώς η ύλη και η ενέργεια διαμορφώνουν τον χωροχρόνο. Η εξέλιξη του Σύμπαντος μοντελοποιείται χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις Φρίντμαν, οι οποίες βασίζονται στη θεωρία του Αϊνστάιν.
Η νέα υπόθεση της γερμανο-ρουμανικής ομάδας βασίζεται σε μια επέκταση της θεωρίας του Αϊνστάιν, γνωστή ως βαρύτητα Φίνσλερ. Αναπτυγμένη τα τελευταία χρόνια, γενικεύει τη γεωμετρία του ίδιου του χωροχρόνου, επιτρέποντας μια πιο λεπτομερή περιγραφή του πώς συμπεριφέρεται η ύλη – ειδικά τα αέρια – υπό την επίδραση της βαρύτητας. Σε αντίθεση με τη γενική σχετικότητα, η οποία βασίζεται σε μια συγκεκριμένη γεωμετρική δομή, η βαρύτητα Φίνσλερ επιτρέπει μια πιο ευρεία και ευέλικτη γεωμετρία του χωροχρόνου.
Χρησιμοποιώντας αυτήν την προσέγγιση, οι συγγραφείς της μελέτης επανυπολόγισαν τις εξισώσεις που διέπουν τη διαστολή του Σύμπαντος. Εντός του πλαισίου Φίνσλερ, οι τροποποιημένες εξισώσεις Φρίντμαν προβλέπουν μια επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος με φυσικό τρόπο — ακόμη και στο κενό, χωρίς την εισαγωγή οποιουδήποτε πρόσθετου παράγοντα σκοτεινής ενέργειας. Με άλλα λόγια, η επιτάχυνση προκύπτει από τη γεωμετρία του ίδιου του χωροχρόνου.
«Αυτή είναι μια συναρπαστική ένδειξη ότι ίσως είμαστε σε θέση να εξηγήσουμε την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος, τουλάχιστον μέχρι ένα σημείο, χωρίς σκοτεινή ενέργεια, με βάση μια γενικευμένη γεωμετρία του χωροχρόνου», δήλωσε ο Δρ. Κρίστιαν Φάιφερ, εκ των επιστημόνων της ομάδας.
Η νέα ιδέα δεν ισχυρίζεται ότι έρχεται να εξαλείψει τη σκοτεινή ενέργεια, ούτε ανατρέπει το Καθιερωμένο Μοντέλο. Απλά, υποδηλώνει ότι τουλάχιστον ορισμένα από τα φαινόμενα που αποδίδονται στη σκοτεινή ενέργεια μπορεί να προκύψουν από μια βαθύτερη και πιο λεπτή περιγραφή της βαρύτητας.
«Αυτή η νέα γεωμετρική άποψη για το πρόβλημα της σκοτεινής ενέργειας ανοίγει νέες δυνατότητες για την καλύτερη κατανόηση των νόμων της φύσης στο σύμπαν», καταλήγει ο Δρ. Φάιφερ.
Η εργασία της ομάδας δημοσιεύτηκε στο Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
