Matematická analýza publikovaná v časopise Proceedings of the Royal Society A zpochybňuje jeden ze základů současné kosmologie. Tým z University of California, Davis v ní tvrdí, že takzvané Friedmannovy prostoročasy, které se používají k popisu rozpínání vesmíru, jsou nestabilní vůči některým poruchám. Z toho podle autorů vyplývá možnost, že zrychlování kosmické expanze nemusí vyžadovat zvláštní složku označovanou jako temná energie.
Studii připravili C. Alexander, Blake Temple a Z. Vogler. Výzkumníci pracovali s Einsteinovými–Eulerovými rovnicemi. Jde o matematický popis, který spojuje obecnou teorii relativity s rovnicemi hydrodynamiky, tedy s popisem pohybu tekutin a plynů. V kosmologii se podobný formalismus používá mimo jiné při modelování vývoje látky a záření ve vesmíru.
Současný standardní model, známý jako Lambda-CDM, předpokládá, že vesmír je na dostatečně velkých škálách přibližně homogenní a izotropní. Jeho zrychlené rozpínání se vysvětluje kosmologickou konstantou, případně obecněji temnou energií. Temná energie je název pro dosud neobjasněnou složku vesmíru, která má v tomto popisu působit proti zpomalování expanze způsobenému gravitací.
Autoři nové práce zkoumali stabilitu těchto kosmologických řešení pomocí takzvaných samopodobných řešení. Ta zachovávají stejnou základní strukturu při změně měřítka, podobně jako některé fraktální útvary. Standardní kosmologický model v jejich matematickém rámci představuje klidový bod — stav, v němž se sledované veličiny nemění. Výpočty ale podle autorů ukazují, že i malé radiální poruchy na velkých vzdálenostech mohou růst místo toho, aby zanikaly.
Výsledkem by byl vesmír, který se v blízkosti určitého centra chová podobně jako Friedmannův model, ale ve větších vzdálenostech se od něj odchyluje a vykazuje zrychlenou expanzi. Radiální porucha je změna závislá na vzdálenosti od středu. Podle autorů by takové chování mohlo vznikat přímo z Einsteinových rovnic bez přidání kosmologické konstanty nebo temné energie.
Práce má ale čistě teoretický charakter. Neprokazuje, že temná energie není skutečná, ani že popsaný model lépe odpovídá astronomickým pozorováním. K ověření by bylo nutné porovnat jeho předpovědi s měřením rozpínání vesmíru, rozložením galaxií a dalšími kosmologickými daty. Návrh navíc zavádí střed sférické symetrie, což otevírá otázku takzvaného koperníkovského principu — předpokladu, že naše poloha ve vesmíru není výjimečná. Studie proto představuje především matematickou výzvu standardnímu modelu, nikoli hotovou náhradu současné kosmologie.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.