Kosmologen van Case Western Reserve University in de VS en Catania University in Italië hebben met behulp van een supercomputer een nauwkeurig model van de evolutie van het universum gemaakt. De nieuwe simulatie heeft bevestigd dat de versnelde uitbreiding van de ruimte door donkere energie geen fout is in de oude modellen. De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters.
Sommige wetenschappers zijn van mening dat aannames over de uniformiteit van het universum mogelijk hebben geleid tot onjuiste hypothesen, zoals dat de ruimte zich steeds sneller uitbreidt. In de nieuwe studie besloten kosmologen om aannames tot een minimum te beperken en aan te tonen dat donkere energie niet het resultaat is van een dergelijke fout. Met behulp van supercomputers simuleerden ze de expansie van het vroege universum, toen materie zich in klonten begon te concentreren, de ruimte eromheen vervormde en ijle gebieden achterliet.
De studie helpt het debat over de nauwkeurigheid van vereenvoudigde modellering op te lossen, aldus de onderzoekers. Einsteins algemene relativiteitstheorie verklaart zwaartekracht als de kromming van de ruimtetijd. Volgens de vergelijkingen kan de zwaartekracht voldoende zijn om het heelal te sluiten, met andere woorden, om het samen te drukken. Met onvoldoende zwaartekracht zal het universum voor altijd uitdijen.
De oplossing van Einsteins vergelijkingen op de schaal van het hele universum zou echter onmogelijk zijn zonder vereenvoudigingen. Eerdere wetenschappers gingen er bijvoorbeeld van uit dat materie gelijkmatig door de ruimte is verdeeld en niet geconcentreerd in de vorm van sterrenstelsels. Nu modelleren kosmologen de ontwikkeling van het heelal, te beginnen met kleine gebieden waarin dichte structuren worden gevormd onder invloed van de zwaartekracht. Tegelijkertijd blijft het heelal op grote schaal homogeen.
De simulatie onthulde dat gebieden met een hoge dichtheid de evolutie van het heelal niet significant beïnvloeden, en dit effect kan bij toekomstige berekeningen worden verwaarloosd. Daarom zijn versnelde expansie en donkere energie niet het resultaat van verkeerde aannames door kosmologen. Wetenschappers geloven dat de nieuwe methode de gevestigde opvattingen over de evolutie van de ruimte niet zal veranderen. Het werk zal echter helpen om licht te werpen op de vroege stadia van de oerknal en de voortplanting van elementaire deeltjes zoals neutrino's in de ruimte.
Donkere energie is hypothetische energie die in het wiskundige model van het universum is geïntroduceerd om de waargenomen versnellende expansie te verklaren.
