Kosmolodzy z Case Western Reserve University w USA i Catania University we Włoszech stworzyli dokładny model ewolucji wszechświata za pomocą superkomputera. Nowa symulacja potwierdziła, że przyspieszone rozszerzanie się przestrzeni przez ciemną energię nie jest błędem w starych modelach. Wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Physical Review Letters.
Niektórzy naukowcy uważają, że założenia dotyczące jednorodności wszechświata mogły doprowadzić do błędnych hipotez, na przykład, że przestrzeń rozszerza się wraz z przyspieszeniem. W nowym badaniu kosmolodzy postanowili ograniczyć założenia do minimum i wykazać, że ciemna energia nie jest wynikiem takiego błędu. Z pomocą superkomputerów zasymulowali ekspansję wczesnego Wszechświata, kiedy materia zaczęła koncentrować się w skupiskach, deformując otaczającą ją przestrzeń i pozostawiając rozrzedzone obszary.
Naukowcy twierdzą, że badanie pomaga rozstrzygnąć debatę dotyczącą dokładności uproszczonego modelowania. Ogólna teoria względności Einsteina wyjaśnia grawitację jako krzywiznę czasoprzestrzeni. Zgodnie z równaniami grawitacja może być wystarczająca do zamknięcia wszechświata, innymi słowy, do jego kompresji. Przy niewystarczającej grawitacji wszechświat będzie się rozszerzał na zawsze.
Jednak rozwiązanie równań Einsteina w skali całego wszechświata bez uproszczeń byłoby niemożliwe. Na przykład wcześniejsi naukowcy zakładali, że materia jest równomiernie rozłożona w przestrzeni kosmicznej i nie jest skoncentrowana w postaci galaktyk. Teraz kosmolodzy modelują rozwój Wszechświata, zaczynając od małych obszarów, w których pod wpływem grawitacji powstają gęste struktury. Jednocześnie w dużej skali Wszechświat pozostaje jednorodny.
Symulacje wykazały, że obszary o dużej gęstości nie wpływają znacząco na ewolucję Wszechświata, a ten efekt można pominąć w przyszłych obliczeniach. Dlatego przyspieszona ekspansja i ciemna energia nie są wynikiem błędnych założeń kosmologów. Naukowcy uważają, że nowa metoda nie zmieni ustalonych poglądów na ewolucję kosmosu. Jednak praca pomoże rzucić światło na wczesne etapy Wielkiego Wybuchu i rozprzestrzenianie się w kosmosie cząstek elementarnych, takich jak neutrina.
Ciemna energia to hipotetyczna energia, która została wprowadzona do matematycznego modelu Wszechświata, aby wyjaśnić obserwowaną przyspieszającą ekspansję.