Leaking Gravity May Explain Cosmic Puzzle

WASHINGTON, D.C. - Wetenschappers hoeven misschien niet naar de duistere kant te gaan om het lot van het universum uit te leggen.

De theorie dat de versnelde expansie van het universum wordt veroorzaakt door mysterieuze "donkere energie" wordt uitgedaagd door fysicus Georgi Dvali van de New York University. Hij denkt dat er gewoon een zwaartekrachtlek is.

Wetenschappers weten al sinds de jaren twintig dat het universum uitdijt. Aan het eind van de jaren negentig realiseerden ze zich dat het in een steeds sneller tempo uitbreidt. Met een verlies om de verbluffende ontdekking te verklaren, gaven kosmologen het de schuld van duistere energie, een nieuw bedachte term om de mysterieuze antizwaartekrachtkracht te beschrijven die schijnbaar sterrenstelsels naar buiten duwt.

Deze afstotelijke, onbekende kracht wordt verondersteld meer dan 70 procent van de massa-energiebegroting van het universum te vormen.

Maar het bestaan ​​van donkere energie is nog lang niet bewezen, en sommige onderzoekers geloven dat zij en hun collega's de zwaartekracht eenvoudigweg niet op grotere schaal begrijpen. De aantrekkingskracht tussen twee objecten wordt minder met de afstand. Maar volgens Dvali zwakt het meer af dan de standaardtheorie voorspelt.

Dvali zou de theorie van de zwaartekracht veranderen, zodat het universum zichzelf versnelt, waardoor de behoefte aan duistere energie wordt geëlimineerd. Hij presenteerde zijn werk eerder deze maand op de jaarlijkse bijeenkomst van de American Association for the Advancement of Science.

Dvali leent van de snaartheorie, waarin staat dat er extra, verborgen dimensies zijn buiten de vier die we kennen: drie richtingen en tijd. Snaartheorie suggereert dat gravitonen - hypothetische elementaire deeltjes die gravitatiekrachten doorgeven - kunnen ontsnappen naar andere dimensies. Dvali zegt dat dit "lekken" in zwaartekracht zou veroorzaken over kosmische proporties, waardoor de aantrekking van de aantrekkingskracht op grotere afstanden meer dan verwacht zou verminderen.

"De gravitonen gedragen zich als geluid in een metalen plaat", zegt Dvali. "Door met een hamer op het laken te slaan, ontstaat een geluidsgolf die langs het oppervlak beweegt, maar de voortplanting van het geluid is niet precies tweedimensionaal, omdat een deel van de energie verloren gaat in de omringende lucht. maar verder weg, is het belangrijker. "

Het effect is om het ruimtetijd-continuüm te wijzigen, waardoor de universele uitbreiding wordt versneld.

"Virtuele gravitonen benutten alle mogelijke routes tussen de objecten," zei Dvali, "en de lekkage opent een groot aantal meerdimensionale omwegen, wat een verandering in de wet van de zwaartekracht teweegbrengt."

De versnelling van het universum suggereert dat de wetten van algemene relativiteitstheorie van Einstein, die de interactie tussen ruimte en materie beschrijft, op grote kosmische afstanden moeten worden gewijzigd.

"Het is deze aanpassing, en niet de donkere energie, die verantwoordelijk is voor de versnelde uitdijing van het universum", besluit Dvali.

Het idee kan toetsbaar zijn.

Zwaartekrachtlekkage zou kleine afwijkingen in de beweging van planeten en manen moeten veroorzaken. Astronauten op de Apollo 11-missie geïnstalleerd spiegels op het maanoppervlak. Door lasers naar de spiegels te schieten, kan vanaf de aarde een gereflecteerde straal worden gevolgd om kleine ruimteschommelingen te meten. Dvali zei dat afwijkingen in het pad van de maan rond de aarde kunnen onthullen of de zwaartekracht echt weglekt.

Dit artikel maakt deel uit van de wekelijkse Mystery Monday-serie van ProfoundSpace.org.