De fleste fysikere mener, at universet udvider sig. Dette bevis kan findes ved at sammenligne rødforskydningen fra fjerne galakser med dem tættere på os.
Rødforskydning er strækningen af lysets bølgelængde, når det objekt, der udsender lys, bevæger sig væk fra os. Så fjerne galakser har en højere rødforskydning end dem, der er tættere på Jorden, da de bevæger sig væk fra os.
Og universet udvider sig ikke bare – udvidelsen accelererer.
Teorien om universets udvidelse blev opdaget af astronomen Edwin Hubble, men inden da havde Albert Einstein indført den såkaldte kosmologiske konstant i sin almene relativitetsteori.
Den kosmologiske konstant refererer til en ukendt skubbende kosmisk kraft – en idé som Einstein endte med selv at forkaste, da han tænkte den i et fladt og statisk univers.
Den er senere blevet genindført for at forklare universets acceleration ved hjælp af mørk energi. Sammen med mørkt stof udgør de 95 procent af universets samlede energi og stof – vi kan bare ikke observere det.
Den kosmologiske konstant giver dog partikelfysikere dybe panderynker, fordi deres forudsigelser af dens værdi afviger en del fra de faktiske observationer.
Derfor foreslår disse fysikere nye partikler for at forklare denne uoverensstemmelse – altså mørkt stof.
Nu vender en professor fra Institut for Teoretisk Fysik ved Universitetet i Genève, Lucas Lombriser, tilbage til tanken om den kosmologiske konstant i et statisk og fladt univers.
Gentænkt teori løser problemer
I en artikel i tidsskriftet Classical and Quantum Gravity leverer han en teori om, at vores oplevelse af et udvidende univers kan være en illusion.
Ligesom den yngre Einstein foreslår Lombriser, at universet er fladt og statisk. I stedet for at lede efter nye partikler eller fysiske kræfter, gentænker han det, vi allerede ved.
Her en illustration af den klassiske fortolkning af universets accelererende udvidelse siden Big Bang. Med Lombiers teori vil universets udvidelse være fladt og statisk.
De effekter vi observerer, der ligner en udvidelse, kan i stedet forklares med udviklingen i partiklernes masse – såsom protoner og elektroner – over tid.
I dette billede opstår disse partikler i et felt, der gennemsyrer rumtiden. Heri er den kosmologiske konstant bestemt af feltets masse.
Og da dette felt fluktuerer (tilfældige variationer), fluktuerer massen af de partikler, der dannes heri, også.
Den kosmologiske konstant fluktuerer fortsat over tid, men i denne model skyldes variationen, at partikelmassen ændrer sig over tid – ikke universets udvidelse.
I modellen resulterer disse feltfluktuationen i større rødforskydninger fra fjerne galaksehobe, end traditionelle kosmologiske modeller forudsiger.
Og så forbliver den kosmologiske konstant tro mod modellens forudsigelser.
Lombrisers teori løser også problemet med naturen af mørkt stof.
Han foreslår at fluktuationer i feltet også kan opføre sig som et såkaldt axion-felt, hvor axioner er hypotetiske partikler, der er en af de foreslåede kandidater til mørkt stof, og som er det fysikerne leder efter.
Observation af galaksen NGC 1569 taget med Hubble-rumteleskopet. Foruden alt det vi kan observere fra lys, så skal resten af universet bestå af såkaldt mørk energi og mørkt stof. Ifølge Lombrisers teori kan vi stoppe med at lede efter mørkt stof og mørk energi til at forklare den øgede acceleration i universets udvidelse. Faktisk er disse begreber overflødige.
Disse fluktuationer kan også overflødiggøre behovet for mørk energi, den hypotetiske kraft, der strækker rummets struktur, og dermed driver galakser fra hinanden med øget acceleration.
Ifølge Lombriser vil effekten af mørk energi blive forklaret ved, at partikelmasser tager en anden evolutionær vej på senere tidspunkter i universet.
Selvom Lombrisers teori leverer en del løsninger på nogle store astrofysiske problemer, så skal det dog tages som en teori, indtil den kan bevises.
Og finder vi ikke mørkt stof eller energi i fremtiden, kan den fungere som et alternativ.