Decennia lang wordt de versnelde uitdijing van het heelal toegeschreven aan een mysterieuze kracht die donkere energie wordt genoemd. Een nieuw theoretisch raamwerk voorgesteld door natuurkundigen van de Universiteit van Bremen en de Transsylvanische Universiteit van Brașov suggereert echter dat deze versnelling een inherente eigenschap van de ruimtetijd zelf zou kunnen zijn, waardoor de behoefte aan donkere energie zoals we die momenteel begrijpen mogelijk wordt verminderd of zelfs geëlimineerd.
De puzzel van kosmische versnelling
Sinds het einde van de jaren negentig hebben waarnemingen van verre Type Ia-supernova’s onthuld dat het heelal niet alleen uitdijt, maar in de loop van de tijd sneller uitdijt. Dit is in tegenspraak met de intuïtieve verwachting dat de zwaartekracht de uitdijing zou moeten vertragen. De belangrijkste verklaring voor deze versnelling is het bestaan van donkere energie, een onbekende vorm van energie die ongeveer 68% van het heelal uitmaakt.
Ondanks de prominente plaats ervan in het standaardmodel van de kosmologie, blijft de fysieke aard van donkere energie een van de grootste mysteries in de natuurkunde. Er is nooit direct bewijs hiervoor waargenomen, waardoor veel wetenschappers op zoek zijn naar alternatieve verklaringen.
Een geometrische oplossing
De nieuwe aanpak, geleid door Dr. Christian Pfeifer, bouwt voort op Finsler-zwaartekracht, een uitbreiding van Einsteins algemene relativiteitstheorie. De algemene relativiteitstheorie beschrijft hoe materie en energie de ruimtetijd vervormen, maar de zwaartekracht van Finsler introduceert een flexibelere en algemenere geometrie. Dit maakt een nauwkeurigere beschrijving mogelijk van de effecten van de zwaartekracht op materie, met name op gassen.
Met behulp van dit raamwerk herberekende het team de Friedmann-vergelijkingen – de kernvergelijkingen die de uitdijing van het heelal bepalen. De resultaten laten zien dat binnen de Finsler-zwaartekracht op natuurlijke wijze een versnelde expansie ontstaat zonder dat hiervoor enige extra donkere energiecomponent nodig is. In wezen wordt de versnelling niet veroorzaakt door een mysterieuze kracht, maar door de geometrie van de ruimtetijd zelf.
“Dit is een opwindende indicatie dat we de versnelde uitdijing van het heelal, althans gedeeltelijk, zonder donkere energie, zouden kunnen verklaren op basis van een algemene ruimtetijdgeometrie”, aldus Dr. Pfeifer.
Implicaties en volgende stappen
Dit betekent niet noodzakelijkerwijs dat donkere energie helemaal verkeerd is. Het onderzoek suggereert dat tenminste enkele van de effecten die momenteel aan donkere energie worden toegeschreven, zouden kunnen voortkomen uit een genuanceerder begrip van de zwaartekracht. Het nieuwe raamwerk biedt een potentiële verfijning van ons bestaande kosmologische model, in plaats van een volledige omverwerping.
De studie, gepubliceerd in het Journal of Cosmology and Astroarticle Physics, opent nieuwe wegen voor het onderzoeken van de fundamentele wetten die de kosmos beheersen. Verder onderzoek zal van cruciaal belang zijn om te bepalen of deze geometrische benadering de waargenomen versnelling volledig kan verklaren en, zo ja, welke implicaties dit heeft voor ons bredere begrip van het heelal.
Deze ontdekking onderstreept dat onze kosmologische modellen voortdurend evolueren. Het heelal heeft misschien helemaal geen donkere energie nodig; het heeft misschien alleen een betere manier nodig om zijn geometrie te beschrijven.
