Kontroverse neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Expansion im Kosmos eine Fata Morgana sein könnte. Dieser Überblick über den Kosmos bietet auch Analysen zu den Rätseln der dunklen Macht und der dunklen Materie, von denen Wissenschaftler glauben, dass sie in Geheimnisse gehüllt sind, obwohl sie fast 95 Prozent der gesamten Macht und Materie im Universum ausmachen.
Der neue Ansatz wird in einem am 2. Juni in der Zeitschrift „Classical and Quantum Gravity“ veröffentlichten Artikel von Lucas Lombriser, Professor für theoretische Physik an der Universität Genf, detailliert beschrieben.
Wissenschaftler wissen, dass sich das Universum durch ein Phänomen namens „Rotverschiebung“ ausdehnt, das heißt, dass sich die Wellenlänge des Lichts genau zum röteren Ende des Spektrums ändert, wenn sich das Objekt, das es aussendet, von uns entfernt. Entfernte Galaxien weisen eine höhere Rotverschiebung auf als nähere Galaxien, was zeigt, dass sich diese Galaxien immer weiter von der Erde entfernen.
In jüngerer Zeit haben Wissenschaftler Hinweise darauf gefunden, dass die Expansion des Kosmos nicht konstant ist, sondern sich tatsächlich beschleunigt. Diese beschleunigte Expansion wird mit der sogenannten „kosmologischen Konstante“ oder „Lambda“ bezeichnet.
„GRÖSSTE PROGNOSE“ IN DER GESCHICHTE DER PHYSIK
Die kosmologische Konstante bereitet Kosmologen Kopfzerbrechen; denn die Annahmen der Teilchenphysik über ihren Wert weichen 120-fach von konkreten Beobachtungen ab. Aus diesem Grund wird die kosmologische Konstante als die „schlechteste Vorhersage in der Geschichte der Physik“ bezeichnet.
Kosmologen versuchen oft, die Diskrepanz zwischen den verschiedenen in Lambda gemessenen Kosten zu lösen, indem sie neue Teilchen oder physikalische Kräfte vorschlagen; Lombriser löst dieses Problem jedoch, indem er das, was bereits existiert, neu konzeptualisiert.
„In dieser Forschung setzen wir eine neue Brille auf, um den Kosmos und seine ungelösten Rätsel zu betrachten, indem wir eine mathematische Transformation in den Gesetzen der Physik durchführen, die ihn regieren“, sagte Lombriser per E-Mail gegenüber WordsSideKick.com.
Nach Lombrisers mathematischer Interpretation dehnt sich die Welt nicht aus; flach und stabil, wie Einstein früher glaubte. Einflüsse, die wir beobachtet haben, deuten eher auf eine Expansion hin als auf die Entwicklung von Teilchenmassen wie Protonen und Elektronen im Laufe der Zeit. Aus dieser Sicht entstehen Teilchen aus einem Feld, das die Raumzeit beeinflusst. Die kosmologische Konstante wird durch die Masse des Feldes bestimmt, und aufgrund der Fluktuation dieses Feldes schwanken auch die Massen der von ihm erzeugten Teilchen. Die kosmologische Konstante verändert sich erneut im Laufe der Zeit; Allerdings ist die Veränderung in diesem Modell nicht auf die Expansion des Universums zurückzuführen, sondern auf die Masse der Teilchen, die sich im Laufe der Zeit verändert.
Im Modell führen diese Feldfluktuationen zu Rotverschiebungen mit einer größeren Geschwindigkeit, als sie in klassischen kosmologischen Modellen für entfernte Galaxienhaufen vorhergesagt wurden. Und auf diese Weise bleibt die kosmologische Konstante den Vorhersagen des Modells treu. „Ich bin überrascht, dass die Frage nach der kosmologischen Konstante in dieser neuen Sicht auf den Kosmos verschwunden ist“, sagt Lombriser.
EIN REZEPT FÜR DIE DUNKLE WELT
Lombrisers neuer Rahmen befasst sich auch mit einigen anderen dringenden Anliegen der Kosmologie, einschließlich der Natur des dunklen Elements. Dieses unsichtbare Element übertrifft gewöhnliche Elementteilchen um 5 zu 1; Es bleibt jedoch ein Rätsel, da es nicht mit Licht interagiert. Lombriser vermutet, dass sich die im Feld beobachteten Fluktuationen möglicherweise auch in dem verhalten, was er als „Aktionsfeld“ bezeichnet, wobei „Aktionen“ hypothetische Teilchen sind, die einen der vorgeschlagenen Kandidaten für die Dunkle Materie darstellen.
Diese Schwankungen könnten auch „dunkle Energie“ entfernen, die hypothetische Kraft, die das Gefüge des Weltraums dehnt und dadurch Galaxien immer schneller auseinandertreibt. Wie Lombriser berichtet, kann die Wirkung der dunklen Kraft in diesem Modell durch die Masse der Teilchen erklärt werden, die im Laufe der Zeit einem anderen Entwicklungspfad im Universum folgen. „Grundsätzlich besteht kein Bedarf an dunkler Macht“, fügt Lombriser in diesem Look hinzu.
Auch Luz Ángela García, Postdoktorandin an der Ecci-Universität in Bogota, Kolumbien, war von Lombrisers neuem Ansatz und der Art und Weise, wie er mehrere Probleme auf einmal löste, beeindruckt. „Der Artikel ist äußerst interessant und bietet eine ungewöhnliche Schlussfolgerung zu vielen Fragen der Kosmologie“, sagte García, der nicht an der Forschung beteiligt war.
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