Ένα διαστελλόμενο σύμπαν χωρίς σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια

Μπορεί σήμερα οι έννοιες της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας  να αποτελούν τους βασικούς πυλώνες στο κυρίαρχο κοσμολογικό «παράδειγμα», υπάρχουν όμως ακόμη επιστήμονες που διερευνούν κοσμολογικά μοντέλα τα οποία δεν έχουν ανάγκη ούτε τη σκοτεινή ύλη, ούτε τη σκοτεινή ενέργεια.

Σύμφωνα με το καθιερωμένο κοσμολογικό πρότυπο η γνωστή μας ύλη αποτελεί ένα μικρό ποσοστό του σύμπαντος

Σύμφωνα με το καθιερωμένο κοσμολογικό πρότυπο το σύμπαν κυριαρχείται από τη σκοτεινή ενέργεια και τη σκοτεινή ύλη. Η γνωστή μας ύλη – αυτή από την οποία είμαστε κατασκευασμένοι εμείς, το πλανητικό μας σύστημα, τα άστρα κλπ – αποτελεί μια ισχνή μειοψηφία στα συστατικά του σύμπαντος.


Ο Pierre Magain δημοσίευσε μια εργασία με τίτλο: «An expanding universe without dark matter and dark energy» , στην οποία προτείνει ένα κοσμολογικό πρότυπο χωρίς σκοτεινή ύλη ή ενέργεια.

Στα συμπεράσματα της εργασίας του, ο Pierre Magain αναφέρει:

«Από την απλή υπόθεση ότι οι παρατηρητές που βρίσκονται μέσα στο σύμπαν μετρούν μια ροή του ιδιόχρονου (proper time) τέτοια ώστε το Σύμπαν να φαίνεται σ’ αυτούς επίπεδο, φθάνουμε σε ένα κοσμολογικό πρότυπο που μας επιτρέπει να ερμηνεύσουμε την διασπορά ταχυτήτων στα σμήνη γαλαξιών χωρίς να εισάγουμε την υπόθεση της σκοτεινής ύλης, καθώς επίσης να εξηγήσουμε την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος χωρίς την υπόθεση της σκοτεινής ενέργειας.

Eπιπλέον, το πρότυπό μας προβλέπει μεγαλύτερη ηλικία για το σύμπαν, μεταξύ 15,4 έως 16,5 δισεκατομμύρια χρόνια, που βρίσκεται κοντά στην ηλικία των 13,7 δισεκατομμυρίων ετών που προβλέπει το καθιερωμένο ΛCDM κοσμολογικό πρότυπο».

Και ενώ παραδέχεται πως το πρότυπό του πρέπει να ελεγχθεί και ως προς άλλες παρατηρήσεις, όπως οι καμπύλες περιστροφής των σπειροειδών γαλαξιών, οι ανισοτροπίες της κοσμικής ακτινοβολίας, ή τα φαινόμενα των διπλών ειδώλων εξαιτίας βαρυτικών φακών κ.λ.π. ,

τονίζει ότι το πρότυπο που προτείνει:

«στηρίζεται μόνο σε μια απλή υπόθεση και δεν έχει ελεύθερες παραμέτρους. Τα μόνα δεδομένα του είναι η παρούσα τιμή της σταθεράς του Hubble και η πυκνότητα μάζας-ενέργειας, τα οποία καθορίζονται από τις παρατηρήσεις. Συνεπώς είναι πιο «οικονομικό» σε σχέση με το καθιερωμένο πρότυπο στο οποίο απαιτούνται διάφορα πρόσθετα (η σκοτεινή ύλη για να εξηγηθεί η δυναμική των δομών μεγάλης κλίμακας, η σκοτεινή ενέργεια για να εξηγηθεί η επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος και ο πληθωρισμός για να λυθεί το πρόβλημα της επιπεδότητας)».

Διαβάστε ολόκληρο το άρθρο του Pierre Magain ΕΔΩ: http://arxiv.org/pdf/1212.1110v1.pdf



Κατηγορίες:ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ, ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ, ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ, ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΥΛΗ, ΣΥΜΠΑΝ

6 replies

  1. Έχοντας διαβάσει μόνο την πρώτη ενότητα (introduction), πρέπει να επισημάνω ότι η εξίσωση Friedmann που γράφει ο φίλος (eq. 1) προκύπτει για την μετρική FLRW η οποία είναι γραμμένη έτσι ώστε οι παρατηρητές να μετράνε proper time εξ’αρχής. Σε μία ομογενής και ισοτροπική κοσμολογία οι παρατηρητές αυτοί (που μετράνε proper time) είναι οι παρατηρητές που ακολουθούν τη διαστολή, δηλαδή οι comoving παρατηρητές. Οπότε, η απαίτηση από τους παρατηρητές να μετράνε proper time είναι μέσα στην κλασσική θεωρία.

    Αυτό που κάνει στη συνέχεια, είναι να διαλέξει άλλη κλάση παρατηρητών, οι οποίοι θα μετράνε proper time τέτοιο που θα τους κάνει να βλέπουν ένα χωρικά επίπεδο σύμπαν (για να ξεφορτωθεί το flatness problem). Έτσι, ουσιαστικά υποστηρίζει ότι εμείς είμαστε προνομιακοί παρατηρητές που, το proper time μας είναι συσχετισμένο με την δυναμική της πυκνότητας της ύλης στο σύμπαν.

    Εκτός από το ότι φαίνεται να ανακαλύπτει πάλι την Αμερική, αφού τέτοια μοντέλα έχουν προταθεί στο παρελθόν για να ξεφορτωθούν την σκοτεινή ενέργεια και στηρίζονται στο ότι είμαστε σε κάποια ιδιαίτερη θέση στο σύμπαν, δεν ξέρω γιατί μια τέτοια επιλογή μπορεί να θεωρηθεί πιο φυσική από τον πληθωρισμό. Γιατί δηλαδή θα πρέπει να κινούμαστε με τέτοιο τρόπο ώστε να μετράμε τον συγκεκριμένο proper time; Άσε που στην προσπάθεια να ξεφορτωθεί την σκοτεινή ύλη, στηρίζεται και στα δεδομένα από το BBN, το οποίο όμως για να φτιάξει την αφθονία που παρατηρούμε στα στοιχεία, προϋποθέτει την ύπαρξη σκοτεινής ύλης περίπου 4-5 φορές περισσότερης από την βαρυονική ύλη.

    Δεν θα έλεγα ότι με πείθει και πολύ το μοντέλο.

    • Δεν σε προλαβαίνω – γιατί δεν αφήνεις να πέσει κάτω τίποτε και πολύ καλά κάνεις … και δεν διαφωνώ εν γένει μαζί σου. Όμως πέρα από το άρθρο του Pierre Magain, αυτό που δεν κατάλαβα είναι το εξής: Το μοντέλο της πυρηνοσύνθεσης μεγάλης έκρηξης (ΒΒΝ) για να βγάλει την αφθονία των στοιχείων που παρατηρούμε πρέπει να προϋποθέτει την ύπαρξη σκοτεινής ύλης;

      • Τα βασικά επιχειρήματα έρχονται από το Δευτέριο (D) και από το CMB. Η ουσία είναι ότι τα reaction rates για την καύση του D εξαρτώνται από την πυκνότητας της βαρυονικής ύλης. Με δεδομένη την παρατηρούμενη αφθονία σε D, η πυκνότητα αυτή είναι πολύ μεγάλη για να είναι όλη βαρυονική. Από την άλλη οι διαταραχές στο CMB σου δίνουν έναν λόγο συνολικής πυκνότητας ύλης προς πυκνότητα φωτονίων (σου δίνουν και τη σχέση της βαρυονικής ύλης με την μη βαρυονική, αλλά αυτό είναι άλλη υπόθεση). Από εκεί προκύπτει ότι για να έχεις την παρατηρούμενη αφθονία, η οποία εξαρτάται από το η, θα πρέπει ο λόγος της βαρυονικής ύλης προς την συνολική να είναι περίπου 1/4.

        • Πράγματι υπάρχει σύνδεση της παρατηρούμενης περιεκτικότητας του σύμπαντος σε δευτέριο με την σκοτεινή ύλη – αλλά μόνο του δευτερίου. Πρόκειται για μια σύνδεση που έρχεται εκ των υστέρων και αφορά μόνο αυτό.
          Οι υπολογιζόμενες ποσότητες των υπόλοιπων στοιχείων 4Ηe, 3He, 7Li, 6Li και των (ελάχιστης αλλά υπαρκτής ποσότητας) βαρύτερων στοιχείων από την BBN προϋποθέτoυν την ύπαρξη σκοτεινής ύλης;

          • Για το Li τα πράγματα είναι αρκετά περίπλοκα και υπάρχει πολύ κουβέντα σε ότι αφορά τις ενεργές διατομές και τα reaction rates, αλλά και άλλα πιθανά θέματα. Για το D και το He ουσιαστικά έχεις μόνο μία παράμετρο που σε ενδιαφέρει και αυτή είναι ο λόγος της πυκνότητας της βαρυονικής ύλης προς την πυκνότητα των φωτονίων ή διαφορετικά σε ενδιαφέρει μόνο το Ωb. Το 4He δεν είναι και πολύ ευαίσθητο όμως και γενικά βγάζει συγκεντρώσεις κοντά στο 0.25. Αυτό που είναι ευαίσθητο είναι το D που έχει συγκέντρωση 4 τάξεις μεγέθους μικρότερη από το 4He. Την ίδια ευαισθησία περίπου με το D έχει και το 3He, το οποίο είναι όμως πιο δύσκολο να μετρηθεί η primordial αφθονία του. Νομίζω όμως ότι πρόσφατες μετρήσεις στο 3He συμφωνούμε με το D. Την ευαισθησία στο Ωb μπορείς να την δεις στο τελευταίο σχήμα, όπου φαίνονται οι καμπύλες για το D και το 3He να μην είναι οριζόντιες. Με λίγα λόγια, η αφθονία όλων των στοιχείων εξαρτάται από την πυκνότητα των βαρυονίων στο σύμπαν και άρα μπορεί να υποδείξει την ύπαρξη σκοτεινής ύλης.

  2. 1. Θέτω αυτά τα ερωτήματα για να τονίσω πως τα προγράμματα που κάνουν υπολογισμούς αρχέγονης πυρηνοσύνθεσης δεν «υπολογίζουν» – άρα αποδεικνύουν – την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης, αλλά προσαρμόζοντας τις διάφορες παραμέτρους που υπεισέρχονται σ’ αυτά, καταλήγουν σε αφθονίες που μπορεί να συμφωνούν με τις υποδείξεις ύπαρξης σκοτεινής ύλης.
    Και μερικές φορές δεν έχεις άλλη επιλογή (βλέπε «βαρυόμετρο» δευτέριο) παρά να δεχθείς την υπόθεση της σκοτεινής ύλης ή ενέργειας – που σε μερικούς ακούγονται «αφύσικα» σαν τον αιθέρα ή σαν τον ισχυρισμό ότι κατέχουμε μια ειδική θέση μέσα στο σύμπαν.

    2. Στο ίδιο paper αναφέρεται και το universetoday, άρθρο + σχόλια ΕΔΩ: στο http://www.universetoday.com/98864/do-we-really-need-dark-matter/#more-98864

    3. (εκτός θέματος) και ένα αληθινά επιστημονικό θέμα: Ο απόηχος ενός άρθρου http://www.tovima.gr/science/article/?aid=487492&h1=true#commentForm

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: