Új programmal szimulálják a világegyetem tágulását

A világegyetem fénye egyre halványodik

A világegyetem tágulását és a kozmikus struktúrák kialakulását vizsgáló programot fejlesztettek ki a Genfi Egyetem tudósai, akik szerint szimulációik pontosabbak az eddigieknél, mert Albert Einstein relativitáselméletén alapulnak.

A kutatók eddig numerikus szimulációkra támaszkodtak a világegyetem fejlődésének és a nagy kozmikus szerkezetek keletkezésének modellezésekor. Ezek Newton gravitációs elméletén alapultak, tehát abból indultak ki, hogy a tér nem változik, csak az idő halad.

Ruth Durrer és az általa vezetett csoport a Nature Physics című tudományos folyóiratban mutatta be az új programot, amely Einstein általános relativitáselméletén alapul. Eszerint a tér és az idő is dinamikusan változik.

Szimulációjuk így először veszi számításba a gravitációs hullámok keletkezését és a téridő görbületét.

Világegyetem Forrás: Wikimedia Commons

Miért volt szükség új szimulációra?

A Newton egyenletein alapuló szimulációk nagyon precízek, ha az anyag lassan, tehát óránkénti mintegy 300 kilométeres sebességgel mozog az univerzumban, az ennél gyorsabb anyagrészecskék esetében azonban csak hozzávetőleges számításokra képesek - írták a Genfi Egyetem kutatói.

Ezekkel a szimulációkkal nem számítható ki továbbá a sötét energia fluktuációja sem. A sötét energia az a feltételezett energiaforma, amely az egész világegyetemben jelen van és erős antigravitációs hatást fejt ki: az általános relativitáselmélet szerint nagy távolságokon semlegesíti a gravitációs vonzást.

Ez jelenleg a legelfogadottabb elmélet arra, hogy a világegyetem gyorsulva tágul.

A kozmikus struktúrák keletkezését vizsgáló új szimulációra tehát ezért is szükség volt.

Forrás: Wikimedia Commons

Mire lesz jó az új program?

A vizsgálataik során kapott eredményeket a tudósok összehasonlították a newtoni egyenleteken alapuló szimulációkkal. Az összehasonlítás révén mérhetőek lesznek a gravitációs hullámok hatásai és a téridő görbülete az univerzum szerkezeteinek alakulásakor.

Az új programmal lehetővé válik továbbá, hogy az általános relativitáselméletet az eddigieknél sokkal nagyobb skálán ellenőrizzék.

Az Egyesült Államokban tudósok egy nemzetközi csoportja februárban jelentette be, hogy évtizedekig tartó kutatás után végre közvetlen bizonyítékot talált az Albert Einstein által száz éve megjósolt gravitációs hullámok létezésére, vagyis a téridő görbületének hullámszerűen terjedő megváltozására.