Po odkryciu przyspieszonej ekspansji Wszechświata naukowcy wprowadzili koncepcje ciemnej energii, które wiązały się z takimi problemami, jak problem stałej kosmologicznej.
Naukowcy z IKBFU opracowali holograficzny model ciemnej energii oparty na grawitacji kwantowej, który postrzega Wszechświat jako hologram. Model ten, początkowo niestabilny, został udoskonalony, aby traktować ciemną energię jako zaburzenia i ją stabilizować. Obecnie jest testowany na podstawie danych obserwacyjnych dokładność.
Odkrycie przyspieszonej ekspansji wszechświata
W 1998 roku naukowcy dokonali przełomowego odkrycia, że Wszechświat rozszerza się w coraz szybszym tempie. Aby wyjaśnić to zjawisko, wprowadzili koncepcję ciemnej energii — tajemniczej formy energii, która przenika całą czasoprzestrzeń, a mimo to pozostaje niewykrywalna poprzez bezpośrednią obserwację. Chociaż ciemna energia jest włączona do standardowego modelu kosmologicznego, badacze zidentyfikowali kilka nierozwiązanych problemów, takich jak problem stałej kosmologicznej i dylemat dostrojenia, których model ten nie jest w stanie w pełni wyjaśnić. W związku z tym naukowcy opracowują nowe modele mające na celu spójne opisanie przyspieszonej ekspansji Wszechświata.
Odkrywanie holograficznej ciemnej energii
Naukowcy z Bałtyckiego Federalnego Uniwersytetu im. Immanuela Kanta (IKBFU) w Kaliningradzie rozważyli model alternatywny — holograficzny model ciemnej energii — i udowodnili jego wykonalność. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Litery fizyki B.
„To nieco inny sposób patrzenia na naturę przyspieszonej ekspansji Wszechświata. Wywodzi się z zasady holograficznej, która wynika z grawitacji kwantowej i teorii strun. Zgodnie z nią wszystkie wartości wewnątrz określonej objętości można opisać parametrami obserwowanymi na jej granicy. Innymi słowy, Wszechświat można przedstawić w postaci hologramu i opisać go parametrami na jego granicach” – mówi Alexander Tepliakov, młodszy pracownik naukowy w laboratorium modelowania matematycznego układów złożonych i nieliniowych w IKBFU .
Rewizja modeli ciemnej energii
W 2004 roku w ramach zasady holograficznej zaproponowano nowy model holograficznej ciemnej energii. Jednakże nowy model miał również wadę. Rzecz w tym, że ciemna energia jest zwykle przedstawiana jako rodzaj cieczy, która jednorodnie i równomiernie wypełnia Wszechświat. Do analizy fluktuacji wewnątrz tej cieczy wykorzystuje się specjalny parametr zwany kwadratem prędkości dźwięku. Jeśli w wyniku obliczeń okaże się ona ujemna, model uznaje się za niestabilny. Poprzednie badania przeprowadzone w ramach holograficznego modelu ciemnej energii wykazały ujemny kwadrat prędkości dźwięku.
Weryfikacja dokładności modelu za pomocą danych obserwacyjnych
Naukowcy zasugerowali, że holograficznej ciemnej energii nie należy postrzegać jako cieczy. Zamiast tego należy je uznać za zaburzenia ciemnej energii, biorąc pod uwagę jego właściwości metryczne. Doszli do wniosku, że model jest w istocie stabilny, czyli realistyczny.
„Teraz musimy zrozumieć, w jakim stopniu nasz model odpowiada danym obserwacyjnym dostarczonym przez teleskopy kosmiczne. W 2024 roku udostępniono dokładne dane do analizy: związek między przesunięciem ku czerwieni dla supernowych typu Ia i akustycznymi oscylacjami barionu. Porównując zaproponowany model kosmologiczny z tymi danymi, jesteśmy w stanie ocenić, czy opisuje on prawdziwy Wszechświat” – podsumowuje Aleksander Tepliakow.
Odniesienie: „Ewolucja perturbacji w modelu holograficznej ciemnej energii Tsallisa” Artema V. Astashenoka i Aleksandra S. Tepliakowa, 4 czerwca 2024 r., Litery fizyki B.
DOI: 10.1016/j.physletb.2024.138767
