Nye supernovastudier sår tvil om teorien om mørk energi

To nye analyser publisert denne måneden reiser nye spørsmål ved en av den moderne kosmologiens grunnleggende ideer: at en mystisk kraft kalt mørk energi får universets ekspansjon til å akselerere. Studiene kommer i en periode med økt usikkerhet rundt den standard kosmologiske modellen, som ikke oppnådde flertall i den største spørreundersøkelsen blant fysikere på verdensbasis noensinne.

Et univers som kan være i ferd med å bremse opp

En studie publisert i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society av forskere ved Tata Institute of Fundamental Research i Mumbai og University of Oxford har reanalysert Pantheon+-datasettet med mer enn 1 700 Type Ia-supernovaer. Dette er den samme klassen av stjerneeksplosjoner som var sentral for den nobelprisvinnende oppdagelsen av kosmisk akselerasjon på slutten av 1990-tallet. Etter å ha korrigert for alderen til stjernene som produserer eksplosjonene, fant teamet at dataene ikke lenger støttet et akselererende univers. I stedet pekte resultatene deres mot et kosmos hvor ekspansjonen bremser opp.sciencedaily+2

"Det er stadig mer dokumentert at lysstyrken til Type Ia-supernovaer avhenger av alderen til stjernene de kommer fra," sa professor Subir Sarkar ved Oxfords Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics. "Hvis man ikke tar hensyn til denne effekten, kan det føre til den feilaktige konklusjonen at ekspansjonshastigheten akselererer."sciencedaily

Forskerne fant også at den tilsynelatende akselerasjonen varierer avhengig av retning, et resultat som er vanskelig å forene med mørk energi, som burde virke jevnt over hele rommet.arxiv+1

En separat studie finner at mørk energi kan endre seg

I et annet arbeid som ble offentliggjort i forrige uke, samlet et team ledet av ph.d.-kandidat Ryan Camilleri ved University of Queensland 2 884 Type Ia-supernovaer i det mest omfattende datasettet av sitt slag, der historiske observasjoner ble kombinert med data fra Dark Energy Survey. I stedet for å bekrefte at mørk energi er fast og uforanderlig, slik standardmodellen Lambda-CDM forutsetter, fant analysen ytterligere tegn på at mørk energi kan endre seg over tid.sci+2

"I stedet for å bekrefte standardmodellen for kosmologi som forutsetter at mørk energi er fast og uforanderlig, har vi flere bevis for at mørk energi kan endre seg over tid," sa Camilleri. Funnet samsvarer med resultater fra Dark Energy Spectroscopic Instrument, som uavhengig avdekket antydninger til tidsvarierende mørk energi.china.org.cn+1

Kosmologene er fortsatt splittet

Ikke alle forskere godtar disse konklusjonene. En artikkel publisert i samme utgave av tidsskriftet som Sarkars studie, medforfattet av professor Maria Vincenzi ved Oxford, argumenterer for at bevisene for kosmisk akselerasjon står seg sterkt også etter at man har tatt hensyn til effektene Sarkars team identifiserte. En separat analyse fra august slo også tilbake og konkluderte med at universet fortsetter å utvide seg slik nåværende modeller forutsier.physics.ox+3

Debatten utspiller seg mot et bakteppe av bredere usikkerhet. Den største spørreundersøkelsen blant fysikere noensinne, ledet av Niayesh Afshordi ved Perimeter Institute og publisert tidligere i år, viste at Lambda-CDM-modellen ikke oppnådde flertallsstøtte blant respondentene. Bare 51 % var enige i at det tidlige universet gjennomgikk en inflasjon, og synspunktene på mørk materie var spredt over flere konkurrerende forklaringer.scitechdaily+1

Begge sider ser nå mot Rubin-observatoriets Legacy Survey of Space and Time, som vil måle hundretusenvis av supernovaer og kan bidra til å avgjøre om universet virkelig akselererer, eller om en av kosmologiens største oppdagelser må vurderes på nytt.sciencedaily