Fakt przyspieszenia ekspansji przestrzennej jest wciąż tajemnicą. Ale nowe badania na University of Texas w Dallas mogą dostarczyć odpowiedzi.
Współczesna nauka wciąż nie może zrozumieć, dlaczego ekspansja Wszechświata wydaje się przyspieszać. Niektórzy uważają, że wynika to z teoretycznej ciemnej energii, która przeciwdziała grawitacji. Inni uważają, że nie wszystko jest tak gładkie w teorii grawitacji Alberta Einsteina.
Astrofizycy muszą sortować góry informacji, a niespójności w nich mogą prowadzić do prawdy. Naukowcy z University of Texas w Dallas stworzyli nowe narzędzie matematyczne, które identyfikuje i kwantyfikuje niespójności w informacjach kosmologicznych gromadzonych przez różne misje naukowe i eksperymenty.
Konsekwencją niespójności jest to, że niektóre bieżące zbiory danych mają błędy systematyczne, które należy zidentyfikować i usunąć, lub podstawowy model kosmologiczny może być niekompletny.
Model wszechświata
Naukowcy wykorzystują standardowy model kosmologiczny do opisu historii, ewolucji i struktury wszechświata. Pomaga obliczyć wiek przestrzeni i tempo ekspansji. Model zawiera równania opisujące finał dla Wszechświata - kontynuację ekspansji lub hamowania z powodu grawitacji.
W równaniach występuje kilka zmiennych parametrów kosmologicznych. Ich wartości liczbowe są określane przez obserwacje i zawierają takie czynniki, jak szybkość separacji galaktycznej i gęstość materii, energii i promieniowania. Ale jest problem. Wszystkie wartości są obliczane przy użyciu zestawów danych z różnych eksperymentów i czasami się nie zgadzają.
Nowe urządzenie do znajdowania niespójności
Zespół stworzył nową miarę zwaną indeksem niespójności IOI, która podaje wartość liczbową stopnia niespójności między dwoma lub więcej zestawami danych. Porównanie z IOI większym niż 1 uważa się za niespójne. Jeśli okaże się, że jest więcej niż 5, jest to bardzo niespójne.
Na przykład naukowcy wykorzystali IOI do porównania pięciu różnych metod określania parametru Hubble'a w odniesieniu do tempa ekspansji Wszechświata. Jeden z nich, pomiar lokalny, opiera się na obliczeniu odległości do stosunkowo bliskich wybuchowych gwiazd (supernowych). Inni polegają na obserwowaniu różnych zjawisk na znacznie większych odległościach. Okazało się, że istnieje spójność między czterema z pięciu metod. Okazało się, że jest to niespójność parametru pomiarów lokalnych z supernowych. Współczynnik IOI zastosowano również do 5 zestawów danych obserwacyjnych związanych ze strukturą wszechświata na dużą skalę. Obliczone parametry kosmologiczne były w dużej mierze niezgodne z parametrami z obserwacji Plancka. W tym przypadku zachowanie wszechświata na dużą skalę może się różnić od pośredniego lub lokalnego.
Naukowcy udostępnili narzędzie IOI do użytku innym naukowcom. Taka współpraca pozwoli szybko znaleźć wszystkie niespójności. Ważne jest, aby znaleźć prawidłowe wartości parametrów kosmologicznych, ponieważ wpływa to na dokładność naszego rozumienia wszechświata.
