Kosmologer fra Case Western Reserve University i USA og Catania University i Italia har laget en nøyaktig modell av universets utvikling ved hjelp av en superdatamaskin. Den nye simuleringen har bekreftet at mørk energi-akselerert utvidelse av rommet ikke er en feil i de gamle modellene. Resultatene er publisert i tidsskriftet Physical Review Letters.
Noen forskere mener at antakelser om universets enhetlighet kan ha ført til feilaktige hypoteser, for eksempel at rommet utvides med akselerasjon. I den nye studien bestemte kosmologer seg for å holde antagelsene til et minimum og vise at mørk energi ikke er et resultat av en slik feil. Ved hjelp av superdatamaskiner simulerte de utvidelsen av det tidlige universet, da materien begynte å konsentrere seg i klumper, deformere rommet rundt det og forlot sjeldne regioner.
Studien hjelper til med å løse debatten om nøyaktigheten av forenklet modellering, sa forskerne. Einsteins generelle relativitetsteori forklarer tyngdekraften som romtidens krumning. I følge ligningene kan tyngdekraften være tilstrekkelig til å lukke universet, med andre ord for å komprimere det. Med utilstrekkelig tyngdekraft vil universet utvide seg for alltid.
Imidlertid ville løsningen av Einsteins ligninger på skalaen av hele universet være umulig uten forenklinger. For eksempel antok tidligere forskere at materien er jevnt fordelt over det ytre rom, og ikke konsentrert i form av galakser. Nå modellerer kosmologer utviklingen av universet, og begynner med små regioner der tette strukturer dannes under påvirkning av tyngdekraften. Samtidig, i stor skala, forblir universet homogent.
Simuleringen avdekket at regioner med høy tetthet ikke påvirker universets utvikling vesentlig, og denne effekten kan forsømmes i fremtidige beregninger. Derfor er akselerert ekspansjon og mørk energi ikke et resultat av feilaktige antakelser fra kosmologer. Forskere mener at den nye metoden ikke vil endre de etablerte synspunkter på romutviklingen. Imidlertid vil arbeidet bidra til å belyse de tidlige stadiene av Big Bang og forplantningen av elementære partikler som nøytrinoer i rommet.
Mørk energi er hypotetisk energi som er introdusert i den matematiske modellen av universet for å forklare den observerte akselererende ekspansjonen.
