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プリンストン大学の宇宙学者は、宇宙の膨張が加速している理由を理解するための新しい方法を発表しました。提案された手法は、宇宙の加速が宇宙におけるまだ未知の形態の暗黒エネルギーによるものか、それとも宇宙の非常に大きなスケールでのアインシュタインの一般相対性理論の破綻のサインであるかどうかを決定することができます。その結果は本日、主任研究者であるニュージャージー州のプリンストン大学の研究員であるムスタファイシャクブシャキ博士によって、QCモントリオールで開催されたカナダ天文学会の会議に提出されました。
「加速する宇宙の膨張は、天体物理学における最も興味深く、やりがいのある問題の1つです。さらに、それは物理学の他の多くの分野の問題に関連しています。私たちの研究は、この加速のさまざまな考えられる原因を抑制することに焦点を当てています。」イシャク・ブシャキ博士は言った。
過去8年間に、いくつかの独立した天文観測により、宇宙の膨張が加速期に入ったことが示されました。この加速の発見は、宇宙の普通の物質の引力によって引き起こされる膨張の減速を測定することを期待していた天体物理学者にとって驚きでした。
宇宙の加速を説明するために、理論宇宙学者は、宇宙全体のエネルギー密度の3分の2を構成し、魅力的ではなく重力的に反発する新しいエネルギー成分の概念を導入しました。このコンポーネントはダークエネルギーと呼ばれています。
ダークエネルギーは本物ですか？ 「わかりません」とプリンストンのDavid Spergel教授はコメントします。 「それはまったく新しい形のエネルギーであるか、アインシュタインの一般相対性理論の失敗の観測的特徴かもしれません。いずれにせよ、その存在は私たちの空間と時間の理解に大きな影響を与えます。私たちの目標は、2つのケースを区別できるようにすることです。」
ダークエネルギーの最も単純なケースは、宇宙が静的であるという彼の偏見と一般相対性理論の彼の理論を調和させるために80年前にアインシュタインが導入した宇宙定数です。数年後、宇宙の膨張が発見されたとき、彼は宇宙定数を撤回しなければなりませんでした。宇宙加速の発見は、宇宙論的定数についての議論を新しい文脈で復活させました。
もう1つの根本的に異なる可能性は、宇宙の加速が、ダークエネルギーの積ではなく、非常に大きなスケールの宇宙に進入する新しい重力理論の特徴であるということです。最近提案された修正重力モデルの一部は、スーパーストリング理論と特別な次元の物理学に触発されています。
これら2つの可能性を区別できますか？提案された手順は、答えが「はい」であることを示しています。一般的な考え方は次のとおりです。加速がダークエネルギーによるものである場合、宇宙の膨張履歴は銀河団が成長する速度と一致しているはずです。この一貫性からの逸脱は、宇宙の非常に大規模なスケールでの一般相対性理論の崩壊の兆候となるでしょう。提案された手順は、さまざまな宇宙論的プローブからダークエネルギーに得られた制約を比較することによってこのアイデアを実装し、矛盾を明確に識別することを可能にします。
例として、5次元修正重力理論によって記述された宇宙がこの研究で検討され、手順がこの理論のシグネチャを識別できることが示されました。重要なのは、将来の天文学実験が修正重力理論とダークエネルギーモデルを区別できることです。
発表された結果に関する研究作業は、プリンストン大学の天体物理学科のDavid Spergel教授とプリンストン大学の物理学部の大学院生であるAmol Upadhyeと共同で、Mustapha Ishak-Boushaki博士が主導しました。
元のソース：プリンストンニュースリリース
