Dark Energy Kan Op De Loer Liggen In Het Niets Van De Ruimte

{h1}

De uitbreiding van het universum kan worden aangedreven door kleine fluctuaties in de uitbreiding van de lege ruimte, suggereert een nieuwe hypothese.

Een nieuwe studie kan helpen de aard van donkere energie te onthullen, de mysterieuze substantie die het universum naar buiten toe duwt. Donkere energie kan voortkomen uit fluctuaties in het niets van lege ruimte, suggereert een nieuwe hypothese.

Dat idee, op zijn beurt, zou ook kunnen verklaren waarom de kosmologische constante, een wiskundige constante die Albert Einstein alsnog beroemd noemde, "de grootste blunder van zijn leven" noemt, de waarde ervan heeft. [8 manieren waarop je de relativiteitstheorie van Einstein in het echte leven kunt zien]

De nieuwe studie stelde voor dat de expansie wordt aangedreven door schommelingen in de energie die wordt gedragen door het vacuüm, of gebieden van de ruimte zonder materie. De fluctuaties creëren druk die de ruimte zelf dwingt uit te breiden, waardoor materie en energie minder dicht worden naarmate het universum ouder wordt, zei co-auteur Qingdi Wang, een doctoraatsstudent aan de University of British Columbia (UBC) in Canada.

Het universum versnellen

Wetenschappers noemen de kracht die het universum duwt om een ​​kosmologische constante uit te breiden (hoewel het geen "kracht" in de strikte zin is). Deze constante is de energiedichtheid van de ruimte zelf. Als het groter is dan nul, impliceren de relativiteitsvergelijkingen van Einstein, die de structuur van ruimte-tijd beschrijven, een zich uitbreidend universum. Aan het einde van de jaren negentig lieten metingen van verre supernova's zien dat het universum versnelde, niet alleen maar uitdijde. Kosmologen noemen de energie die die versnelling duistere energie aandrijft. Welke donkere energie ook is, het verdampt langzamer dan materie of donkere materie, en klontert niet zoals elk van hen dat doet onder invloed van de zwaartekracht.

Deze versnelling was een groot dilemma voor natuurkundigen, omdat het in tegenspraak is met de voorspellingen van quantumveldentheorieën, de theoretische raamwerken die de interacties van de kleinste subatomaire deeltjes beschrijven. Quantumveldentheorieën voorspellen vacuüm energieën die zo groot zijn dat het universum helemaal niet zou moeten bestaan, zei Lucas Lombriser, postdoctoraal fellow bij de Royal Observatory, Edinburgh, in Schotland, die niet betrokken was bij de nieuwe studie. Deze discrepantie wordt het "oude" kosmologische constante probleem genoemd, en natuurkundigen dachten in het algemeen dat wanneer de nieuwe fysica werd ontdekt, de kosmologische constante zou verdwijnen; uitbreiding zou op een andere manier worden uitgelegd.

Toen wetenschappers echter de versnelde uitbreiding ontdekten, deed zich een nieuw probleem voor. Volgens theoretische berekeningen zou de kosmologische constante 50 tot 120 ordes van grootte groter moeten zijn dan hij is, met een overeenkomstig hoge mate van uitzetting, zei Lombriser.

In wezen moet de energiedichtheid van het universum (hoeveel energie er per volume-eenheid is) gigantisch zijn en dat is het duidelijk niet.

Fluctuaties in de lege ruimte

Het nieuwe werk adresseert niet alleen wat donkere energie is, maar waarom de snelheid van universele uitbreiding de waarde heeft die het doet.

"Iedereen wil weten wat donkere energie is", vertelde Wang WordsSideKick.com. "Ik heb deze vraag zorgvuldiger heroverwogen" vanuit het perspectief van de energiedichtheid van het universum.

Wang en zijn collega's gingen ervan uit dat de moderne kwantumveldentheorie juist was dat de energiedichtheid erg groot was, maar dat de vacuümfluctuaties, of de bewegingen van lege ruimte, erg groot waren op minuscule schalen, in de buurt van de zogenaamde Planck-lengte, of 1,62. × 10 ^ minus 35 meter. Dat is zo klein dat een proton 100 miljoen triljoen keer groter is.

"Elk punt in de ruimte gaat door expansie en samentrekking", zei hij. "Maar het ziet er glad uit, net zoals een tafel er van ver uitziet."

De vacuümfluctuaties, in de formulering van Wang, zijn als kinderen op een schommel die hun benen pompt. Hoewel niemand ze pusht, slagen ze erin extra energie aan de swing te geven, waardoor de swing hoger gaat dan anders. Dit fenomeen wordt parametrische resonantie genoemd, wat in feite betekent dat een deel van het systeem - de uitzetting en samentrekking, of het slingeren van de benen van het kind - met de tijd verandert. In dit geval verandert de dichtheid van een heel klein deel van het universum, zei Wang.

Omdat de fluctuaties kleine stukjes van het universum uitbreiden en samentrekken, komt deze kleine resonantie samen op kosmologische schalen, zei hij. Dus het universum breidt zich uit. (Uitbreiding en samentrekking van de ruimte schendt de behoudswetten niet, omdat de ruimte zelf aan het uitbreiden is).

Als gevolg van de aanpak van Wang is er geen behoefte aan nieuwe velden, zoals in sommige donkere energiemodellen. In plaats daarvan is de uitbreiding van het universum ongeveer hetzelfde als dat al voorspeld door de kwantumveldentheorie.

Waarnemingen nodig

Hoewel Wang's idee een goed idee is, wil dat nog niet zeggen dat het het einde van het verhaal is, zei Lombriser. De vraag is of waarnemingen van het universum de theorie overbrengen, zei hij.

"Tot dusverre kunnen ze stellen dat de vacuümbijdrage in de juiste marge zit voor wat er wordt waargenomen (wat, als het standhoudt, al een groot succes is)," zei Lombriser in een e-mail. "Ze hebben nog geen nauwkeurige voorspelling gedaan voor de exacte waargenomen waarde, maar dit is iets dat ze van plan zijn verder te onderzoeken in hun toekomstige werk."

Andere natuurkundigen zijn sceptischer.

"Op deze hoge energieschalen werkt de klassieke algemene relativiteit niet langer, maar dat is wat ze gebruiken.Dus hun benadering is interessant, maar het is niet goed gemotiveerd, omdat je in deze limiet quantumzwaartekracht zou moeten gebruiken (een theorie die we niet hebben), "Sabine Hossenfelder, een onderzoeksmedewerker aan het Instituut voor geavanceerde studies van Frankfurt in Duitsland, vertelde WordsSideKick.com via e-mail.

"Dit artikel is gewoon een eerste stap in het proces," zei medestudent William Unruh, een natuurkundige bij UBC. "Maar ik denk dat het pad de moeite van het nastreven waard is, omdat onze resultaten suggestief zijn."

De studie is gepubliceerd in het nummer van 15 mei van het tijdschrift Physical Review D.

Oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.


Video Supplement: The Unbelievable Scale of Black Holes Visualized.




Onderzoek


Champ: Loch Ness Monster Uit Amerika
Champ: Loch Ness Monster Uit Amerika

Virtuele Patiënten Krijgen Psychiatrische Beoordelingen
Virtuele Patiënten Krijgen Psychiatrische Beoordelingen

Science Nieuws


6 Olympische Wintersporten Die Het Nooit Hebben Gemaakt
6 Olympische Wintersporten Die Het Nooit Hebben Gemaakt

Kleine, Lensvrije Camera Kan Zich Verbergen In Kleding, Bril
Kleine, Lensvrije Camera Kan Zich Verbergen In Kleding, Bril

62-Foot Wave Off Iceland Smashes World Record
62-Foot Wave Off Iceland Smashes World Record

Mobiele Telefoon Gebruikers Maken Polling Moeilijker
Mobiele Telefoon Gebruikers Maken Polling Moeilijker

Bevederde Dinosaurus Verloor Zijn Staart In Kleverige Val 99 Miljoen Jaar Geleden
Bevederde Dinosaurus Verloor Zijn Staart In Kleverige Val 99 Miljoen Jaar Geleden


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com