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Modifizierte Schwerkraft gegen Dunkle Energie

Seit vielen Jahren fragen sich Wissenschaftler, warum sich das Universum schneller ausdehnt, als es sein sollte. Durch konventionelle Kenntnisse der Physik sollte sich das Universum langsamer ausdehnen, als dies Beobachtungen zeigen. "Es gibt zwei Haupttheorien, warum sich das Universum so schnell ausdehnt", sagt Martin Kunz gegenüber PhysOrg.com . „Eines ist die modifizierte Schwerkraft und das andere ist das Vorhandensein von dunkler Energie. Wir wollen herausfinden, wie man zwischen den beiden unterscheidet. “

Das Erkennen des Unterschieds zwischen dunkler Energie und veränderter Schwerkraft würde den Physikern ein besseres Verständnis der Funktionsweise des Universums vermitteln. Das Erkennen der veränderten Schwerkraft würde einen weiteren Vorteil bringen, indem sie zum Verständnis der fundamentalen Kräfte im Universum beiträgt.

Kunz, ein Wissenschaftler an der Universität Genf, und sein Kollege Domenico Sapone haben einen Brief in Physical Review Letters veröffentlicht, in dem die Schwierigkeiten bei der Unterscheidung zwischen veränderter Schwerkraft und dunkler Energie behandelt werden. Der Brief trägt den Titel "Dunkle Energie versus modifizierte Schwerkraft".

"Es gibt theoretische Probleme mit der Dunklen Energie", erklärt Kunz wenn man versucht, eines dieser Phänomene zu beobachten. „Wir können weder die Dunkle Energie noch die veränderte Schwerkraft direkt beobachten. Wir können nur beobachten, wie sich Galaxien verhalten. “

Kunz weist darauf hin, dass das Universum in vielen Modellen als glatt dargestellt wird, vorausgesetzt, die Energie ist gleichmäßig verteilt und homogen. "Das ist nicht ganz der Fall", sagt Kunz. „Es gibt kleine Schwankungen. Viele Messungen untersuchen jedoch nur das glatte Universum. “Er fährt fort:„ In diesem einfachen Modell können Sie alles wie ein Bauteil mit Unterdruck aussehen lassen. Es gibt keine Möglichkeit zu entscheiden, ob es auf dunkle Energie oder eine Änderung der Schwerkraft zurückzuführen ist. "

Einige Wissenschaftler haben das Wachstum der Struktur im Universum untersucht, um zwischen den Auswirkungen der veränderten Schwerkraft und den Auswirkungen der dunklen Energie zu unterscheiden. Diesen Messungen mangelt es Kunz und Sapone an der Fähigkeit, Unterschiede zwischen beiden zu erkennen. Durch einige eigene Modelle und Gleichungen haben die beiden herausgefunden, dass Störungen der Dunklen Energie die Verteilung von Galaxien auf eine Weise beeinflussen können, die den Auswirkungen der veränderten Schwerkraft entspricht. „Dunkle Energie und modifizierte Schwerkraft sehen auf einer bestimmten Ebene gleich aus“, erklärt Kunz.

"Die Leute hofften, dass man die allgemeine Relativitätstheorie falsch beweisen kann, indem man untersucht, wie sich die Struktur im Universum bildet", sagt Kunz. "Wir haben gezeigt, dass man bestimmte Modelle der dunklen Energie ausschließen kann, aber nicht die allgemeine Relativitätstheorie."

Während Kunz und Sapone es nicht schafften, dunkle Energie von modifizierter Schwerkraft zu unterscheiden, entdeckten sie neue Wege, die in der Debatte zwischen modifizierter Schwerkraft und dunkler Energie erkundet werden müssen. Und sie entdeckten noch etwas anderes: „Wir haben gesehen, dass anisotroper Stress wirklich wichtig ist“, sagt Kunz. „Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von anisotropem Stress könnte helfen, zwischen beiden zu unterscheiden. Wenn wir das Vorhandensein von anisotropem Stress im Universum messen, ist es wahrscheinlicher, dass die Schwerkraft verändert wird. “

Kunz sieht auch Hoffnung für die Zukunft, um diese Debatte beizulegen. „In den nächsten Jahren werden präzise Messungen von schwachen Gravitationslinsen möglich sein, die auch anisotrope Spannungen messen. In Kombination mit der nächsten Runde von Entfernungsmessungen mit Supernovae werden wir gute Bedingungen erhalten. “

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