Decennia lang hebben natuurkundigen moeite gehad om uit te leggen waarom het heelal sneller uitdijt in plaats van vertraagt. De standaardverklaring, ‘donkere energie’, blijft mysterieus, wat wetenschappers ertoe aanzet alternatieve theorieën te onderzoeken. Nu stellen onderzoekers van de Universiteit van Bremen en de Transsylvanische Universiteit van Brașov een radicale verschuiving voor: de versnelling wordt niet veroorzaakt door een onzichtbare kracht, maar door het weefsel van de ruimtetijd zelf.
Het donkere energieprobleem
Sinds eind jaren negentig hebben waarnemingen van verre supernova’s onthuld dat de uitdijing van het heelal versnelt. Dit leidde tot de hypothese van donkere energie, een hypothetische vorm van energie die ongeveer 68% van het heelal uitmaakt en de aantrekkingskracht van de zwaartekracht tegengaat. Ondanks dat het voorkomt in kosmologische modellen, is de ware aard van donkere energie onbekend, wat fundamentele vragen oproept over ons begrip van de kosmos.
Finsler-zwaartekracht: een nieuwe geometrische benadering
Het nieuwe raamwerk, gedetailleerd beschreven in een artikel gepubliceerd in het Journal of Cosmology and Astroarticle Physics, hangt af van een uitbreiding van Einsteins algemene relativiteitstheorie, genaamd Finsler-zwaartekracht.
In tegenstelling tot de algemene relativiteitstheorie, die uitgaat van een rigide geometrische structuur voor de ruimtetijd, zorgt de zwaartekracht van Finsler voor een flexibelere en dynamischere geometrie. Dit betekent dat de manier waarop materie, en vooral gassen, in wisselwerking staat met de zwaartekracht, gedetailleerder kan worden beschreven. Het team heeft de Friedmann-vergelijkingen (die de uitdijing van het heelal beschrijven) opnieuw berekend met behulp van dit meer algemene raamwerk.
Versnelling zonder donkere energie
De resultaten waren opvallend: de gewijzigde Friedmann-vergelijkingen voorspellen op natuurlijke wijze een versnelde uitdijing van het heelal, zelfs bij afwezigheid van donkere energie. De versnelling komt niet voort uit een exotische kracht, maar uit de onderliggende geometrie van de ruimtetijd zelf.
“Dit is een opwindende indicatie dat we de versnelde uitdijing van het heelal, althans gedeeltelijk, zonder donkere energie, mogelijk kunnen verklaren op basis van een algemene ruimtetijdgeometrie”, aldus dr. Christian Pfeifer.
Wat dit betekent
Dit elimineert donkere energie niet volledig, en evenmin wordt het standaardmodel van de ene op de andere dag omvergeworpen. Het suggereert eerder dat sommige effecten die momenteel aan donkere energie worden toegeschreven, feitelijk zouden kunnen voortkomen uit een meer genuanceerde beschrijving van de zwaartekracht. Het werk opent nieuwe wegen voor het begrijpen van de uitdijing van het heelal en de fundamentele wetten die daarop van toepassing zijn.
De implicaties zijn aanzienlijk: indien gevalideerd zou dit ons begrip van de kosmologie en de aard van de zwaartekracht zelf kunnen hervormen. Het onderzoek van het team biedt een overtuigend alternatief voor het donkere energieparadigma en biedt een mogelijke oplossing voor een van de grootste mysteries in de moderne natuurkunde.
