นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าพลังงานมืดคือการระบุความแปรผันของพลังงานจลน์ของการขยายตัวของจักรวาลอย่างไม่ถูกต้อง

จากการวิจัยใหม่พบว่าพลังงานมืดซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่รู้จักที่ทำให้การขยายตัวของเอกภพมีความเร่งเพิ่มขึ้นนั้นไม่มีอยู่จริง

โดยทั่วไปเชื่อกันว่าพลังงานมืดเป็นแรงต้านแรงโน้มถ่วงที่อ่อนแอซึ่งทำหน้าที่เป็นอิสระจากสสารและคิดเป็นประมาณสองในสามของความหนาแน่นมวล-พลังงานของจักรวาล

แบบจำลองสสารมืดเย็นแลมบ์ดา (ΛCDM) ซึ่งใช้เป็นแบบจำลองจักรวาลวิทยามาตรฐานมาเป็นเวลาสี่ไตรมาสของศตวรรษ ต้องใช้พลังงานมืดเพื่ออธิบายความเร่งที่สังเกตได้ในอัตราที่จักรวาลกำลังขยายตัว

นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ใช้ข้อสรุปนี้จากการวัดระยะทางถึงการระเบิดของซูเปอร์โนวาในกาแลคซีไกลโพ้น ซึ่งดูเหมือนว่าจะห่างไกลเกินกว่าที่ควรจะเป็นหากการขยายตัวของเอกภพไม่เร่งความเร็ว

อย่างไรก็ตาม อัตราการขยายตัวของเอกภพในปัจจุบันกำลังถูกท้าทายมากขึ้นจากการสังเกตการณ์ใหม่ๆ

ประการแรก หลักฐานจากแสงระเรื่อของบิ๊กแบง - พื้นหลังไมโครเวฟคอสมิก - แสดงให้เห็นว่าการขยายตัวของเอกภพยุคแรกขัดแย้งกับการขยายตัวในปัจจุบัน ความผิดปกติที่เรียกว่าความตึงเครียดของฮับเบิล

นอกจากนี้ ในการวิเคราะห์ข้อมูลความแม่นยำสูงใหม่จากเครื่องมือสเปกโทรสโกปีพลังงานมืด (DESI) นักวิทยาศาสตร์พบว่าแบบจำลอง ΛCDM ไม่เหมาะกับแบบจำลองที่พลังงานมืดมีการพัฒนาไปตามกาลเวลา แทนที่จะคงอยู่คงที่

ทั้งความตึงเครียดของฮับเบิลและความประหลาดใจที่ DESI เปิดเผยนั้นยากที่จะแก้ไขในแบบจำลองที่ใช้กฎการขยายตัวของจักรวาลแบบง่ายอายุ 100 ปี - สมการของฟรีดมันน์

สิ่งนี้สันนิษฐานว่าโดยเฉลี่ยแล้ว จักรวาลจะขยายตัวอย่างสม่ำเสมอ ราวกับว่าโครงสร้างจักรวาลทั้งหมดสามารถใส่เครื่องปั่นเพื่อทำซุปที่ไม่มีรูปแบบ โดยไม่มีโครงสร้างที่ซับซ้อน

อย่างไรก็ตาม จักรวาลในปัจจุบันมีโครงข่ายจักรวาลที่ซับซ้อนของกระจุกกาแลคซีเป็นแผ่นและเส้นใยที่ล้อมรอบและร้อยเป็นเกลียวในช่องว่างอันกว้างใหญ่

“การค้นพบของเราแสดงให้เห็นว่าเราไม่ต้องการพลังงานมืดเพื่ออธิบายว่าทำไมจักรวาลถึงขยายตัวในอัตราเร่ง” ศาสตราจารย์เดวิด วิลต์เชียร์กล่าว

“พลังงานมืดคือการระบุความแปรผันของพลังงานจลน์ของการขยายตัวที่ไม่ถูกต้อง ซึ่งไม่ได้สม่ำเสมอในจักรวาลที่มีลักษณะเป็นก้อนเท่ากับที่เราอาศัยอยู่จริงๆ”

การวิจัยนี้เป็นหลักฐานที่น่าสนใจซึ่งอาจช่วยตอบคำถามสำคัญบางประการเกี่ยวกับลักษณะเฉพาะของจักรวาลที่กำลังขยายตัวของเราได้

“ด้วยข้อมูลใหม่ ความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของจักรวาลจะถูกแก้ไขได้ภายในสิ้นทศวรรษนี้”

หลักฐานใหม่สนับสนุนแบบจำลองไทม์สเคปของการขยายตัวของจักรวาล ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานมืด เนื่องจากความแตกต่างของแสงที่ยืดออกไม่ได้เป็นผลมาจากการเร่งของจักรวาล แต่เป็นผลจากวิธีที่เราเทียบเวลาและระยะทางแทน

โดยคำนึงถึงว่าแรงโน้มถ่วงทำให้เวลาช้าลง ดังนั้นนาฬิกาในอุดมคติในพื้นที่ว่างจึงเดินเร็วกว่าในกาแล็กซี

แบบจำลองนี้ชี้ให้เห็นว่านาฬิกาในทางช้างเผือกจะช้ากว่านาฬิกาเดิมประมาณ 35% ที่ตำแหน่งเฉลี่ยในช่องว่างขนาดใหญ่ในจักรวาล ซึ่งหมายความว่าจะต้องผ่านไปอีกหลายพันล้านปีในช่องว่าง

สิ่งนี้จะช่วยให้มีการขยายตัวของอวกาศมากขึ้น ทำให้ดูเหมือนว่าการขยายตัวจะเร็วขึ้นเมื่อช่องว่างอันกว้างใหญ่ดังกล่าวเติบโตเพื่อครอบงำจักรวาล

“ตอนนี้เรามีข้อมูลมากมายจนในที่สุดในศตวรรษที่ 21 เราก็สามารถตอบคำถามนี้ได้ในที่สุด กฎการขยายค่าเฉลี่ยอย่างง่ายเกิดขึ้นจากความซับซ้อนได้อย่างไรและทำไม” ศาสตราจารย์วิลต์เชียร์กล่าวว่า

“กฎการขยายตัวอย่างง่ายที่สอดคล้องกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ไม่จำเป็นต้องเป็นไปตามสมการของฟรีดมันน์”

“ดาวเทียม Euclid ของ ESA ซึ่งเปิดตัวในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2566 มีอำนาจในการทดสอบและแยกแยะสมการของฟรีดแมนน์จากทางเลือกของไทม์สเคป”

อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จะต้องมีการสังเกตการณ์ซูเปอร์โนวาคุณภาพสูงโดยอิสระอย่างน้อย 1,000 ครั้ง”

ที่ศึกษาได้รับการตีพิมพ์ในประกาศรายเดือนของ Royal Astronomical Society: จดหมาย-

-

อันโตเนีย ไซเฟิร์ตและคณะ- 2025. หลักฐานของซูเปอร์โนวาสำหรับการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานต่อแบบจำลองทางจักรวาลวิทยามนราสล537 (1): L55-L60; ดอย: 10.1093/mnrasl/slae112