พลังงานมืดอาจไม่มีอยู่จริง: มีบางสิ่งที่คนแปลกหน้าอาจอธิบายจักรวาลได้

อาจไม่มีพลัง 'ความมืด' ลึกลับที่เร่งการขยายตัวของจักรวาลเลย ความจริงอาจเป็นเรื่องแปลกมาก - ฟองอากาศในอวกาศที่เวลาผ่านไปในอัตราที่แตกต่างกันอย่างมาก

กาลเวลาไม่คงที่อย่างที่ประสบการณ์ของเราบอกไว้ พื้นที่ที่มีแรงโน้มถ่วงสูงกว่าจะมีความเร็วที่ช้ากว่าเมื่อเทียบกับพื้นที่ที่มีแรงโน้มถ่วงน้อยกว่า ซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่อาจมีผลกระทบที่สำคัญบางประการต่อวิธีที่เราเปรียบเทียบอัตราการขยายตัวของจักรวาลตามแบบจำลองที่พัฒนาขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้ที่เรียกว่าจักรวาลวิทยาไทม์สเคป-

ความคลาดเคลื่อนของเวลาผ่านไปอย่างรวดเร็วในภูมิภาคต่างๆ ของจักรวาลอาจใช้เวลานานหลายพันล้านปี ทำให้บางแห่งมีเวลาขยายตัวมากกว่าที่อื่นๆ เมื่อเรามองวัตถุที่อยู่ห่างไกลผ่านฟองสบู่ที่บิดเบี้ยวตามเวลาเหล่านี้ มันสามารถสร้างภาพลวงตาว่าการขยายตัวของจักรวาลกำลังเร่งตัวขึ้น

การศึกษาใหม่สองชิ้นได้วิเคราะห์ซูเปอร์โนวามากกว่า 1,500 ดวงเพื่อตรวจสอบความเป็นไปได้ของแนวคิดนี้ และพบว่าแบบจำลองภูมิเวลาอาจเหมาะสมกว่าสำหรับการสังเกตการณ์มากกว่าแบบจำลองที่ดีที่สุดในปัจจุบัน

ที่รุ่นมาตรฐานของจักรวาลวิทยาทำหน้าที่อธิบายจักรวาลได้ค่อนข้างดี หากเราบิดเบือนตัวเลขสักหน่อย ดูเหมือนจะมีมวลไม่เพียงพอที่จะอธิบายผลกระทบของแรงโน้มถ่วงที่เราสังเกตได้ ดังนั้นเราจึงสร้างตัวยึดตำแหน่งที่มองไม่เห็นที่เรียกว่า-

ดูเหมือนว่าจะมีแรงประหลาดที่ต้านแรงโน้มถ่วง ผลักจักรวาลให้ขยายตัวในอัตราเร่ง เรายังไม่รู้ว่ามันคืออะไร ดังนั้นเราจึงขนานนามมันด้วยจิตวิญญาณเดียวกัน- ทั้งหมดนี้มารวมกันพร้อมกับสสารธรรมดา เพื่อสร้างสิ่งที่เราเรียกว่าแบบจำลองสสารมืดเย็นแลมบ์ดา (ΛCDM)

ปัญหาคือแบบจำลองนี้ใช้สมการอย่างง่ายที่ถือว่าจักรวาลทั้งหมดราบรื่น และขยายตัวด้วยความเร็วเท่ากันทุกที่ แต่มันก็ยังห่างไกลจากความราบรื่น เราเห็นสิ่งมหึมากากบาดด้วยเส้นใยของกาแล็กซีที่คั่นด้วยช่องว่างอันกว้างใหญ่ที่ว่างเปล่าเกินกว่าที่เราจะเข้าใจได้

จักรวาลวิทยาของ Timescape คำนึงถึง 'ความก้อน' นั้นด้วย สสารที่มากขึ้นหมายถึงแรงโน้มถ่วงที่มากขึ้น ซึ่งหมายถึงเวลาที่ช้าลง จริงๆ แล้ว นาฬิกาอะตอมในกาแลคซีสามารถเดินติ๊กได้ช้ากว่าถึงหนึ่งในสามกว่านาฬิกาเรือนเดียวกันใน-

เมื่อคุณขยายสิ่งนั้นออกไปตลอดอายุขัยอันยิ่งใหญ่ของจักรวาล อาจผ่านไปหลายพันล้านปีในช่องว่างมากกว่าในพื้นที่ที่มีสสารหนาแน่น ความหมายที่น่าเหลือเชื่อก็คือ มันไม่สมเหตุสมผลอีกต่อไปที่จะบอกว่าจักรวาลมีอายุรวมเพียงช่วงเดียวเท่านั้น- แต่ภูมิภาคที่ต่างกันก็จะมีอายุที่แตกต่างกัน

และเนื่องจากเวลาผ่านไปในช่องว่างมากขึ้น การขยายตัวทางจักรวาลวิทยาจึงเกิดขึ้นที่นั่นมากขึ้น ดังนั้น หากคุณมองวัตถุที่อยู่อีกฟากหนึ่งของความว่างเปล่า วัตถุนั้นก็จะดูเหมือนเคลื่อนตัวออกจากคุณเร็วกว่าวัตถุที่อยู่ด้านนี้ของความว่างเปล่ามาก เมื่อเวลาผ่านไป ความว่างเปล่าเหล่านี้กินพื้นที่ในจักรวาลมากขึ้น สร้างภาพลวงตาของการขยายตัวที่เร่งขึ้น โดยไม่จำเป็นต้องเสกพลังงานมืดใดๆ ขึ้นมา

ในปี พ.ศ. 2560 นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคนเทอร์เบอรีในนิวซีแลนด์เทียบกับการสังเกต และพบว่ามันเหมาะสมกว่า ΛCDM เล็กน้อยในการอธิบายการขยายตัวของจักรวาล จำเป็นต้องมีข้อมูลเพิ่มเติม

สำหรับการศึกษาใหม่นี้ ทีมดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคนเทอร์เบอรีและมหาวิทยาลัยไฮเดลเบิร์กแห่งเยอรมนีได้รวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลเพิ่มเติมดังกล่าวในรูปแบบของรายการซุปเปอร์โนวาประเภท Ia 1,535 ดวง การระเบิดเหล่านี้ส่องสว่างด้วยความสว่างที่คาดเดาได้ทุกครั้ง ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของแสงจึงสามารถเปิดเผยระยะทาง ความเร็ว และทิศทางของการเคลื่อนไหวได้อย่างน่าเชื่อถือ ด้วยเหตุนี้ จึงมักถูกเรียกว่า 'เทียนมาตรฐาน'

ในครั้งนี้นักดาราศาสตร์พูดพวกเขาพบ "หลักฐานที่ชัดเจนมากที่สนับสนุนไทม์สเคปมากกว่า ΛCDM" สิ่งนี้ชี้ให้เห็นถึงความจำเป็นในการคิดทบทวนรากฐานของจักรวาลวิทยาใหม่

"พลังงานมืดคือการระบุความแปรผันของพลังงานจลน์ของการขยายตัวที่ไม่ถูกต้อง ซึ่งไม่ได้สม่ำเสมอในจักรวาลที่มีลักษณะเป็นก้อนเท่ากับที่เราอาศัยอยู่จริงๆ"เดวิด วิลต์เชียร์กล่าว, นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแคนเทอร์เบอรี

การวิจัยนี้เป็นหลักฐานที่น่าสนใจซึ่งอาจช่วยตอบคำถามสำคัญบางประการเกี่ยวกับลักษณะเฉพาะของจักรวาลที่กำลังขยายตัวของเราได้ ด้วยข้อมูลใหม่ ความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของจักรวาลอาจถูกแก้ไขได้ภายในสิ้นทศวรรษนี้

ทั้งคู่การศึกษาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารประกาศรายเดือนของ Royal Astronomical Society