Är den mörka energin i avtagande och med detta universums expansion?

 

Diagramet ovan är från  https://www.ras.ac.uk  och visar hur universum verkar befinna sig i ett tillstånd av inbromsad expansion (röd linje). Den prickade vertikala linjen markerar den nuvarande tiden medan den svarta linjen visar ΛCDM-förutsägelsen.  De gröna och röda linjerna representerar den nya studiens modell före (grön) och efter (röd) korrigering av åldersbias, i överensstämmelse med baryoniska akustiska svängningar och kosmiska bakgrundsdata för mikrovågor (blå linje). Typ av licens Attribution (CC BY 4.0)

Under de senaste tre decennierna har astronomer allmänt ansett att universum expanderar i en ständigt ökande takt under påverkan av mörk energi vilken fungerar som en slags antigravitation.

Denna slutsats, baserad på avståndsmätningar till avlägsna galaxer med hjälp av typ Ia-supernovor belönades med 2011 års Nobelpris i fysik. 

Ett team av astronomer vid Yonsei University Seoul Korea har nyligen lagt fram nya bevis för att supernovor av typ Ia, som länge betraktats som universums "standardljus", i själva verket påverkas starkt av åldern av tidigare stjärnors ljus.

Även efter luminositetsstandardisering verkar supernovor från nyare stjärnpopulationer systematiskt svagare, medan de från äldre populationer verkar ljusstarkare.

Den nya studien, som baseras på ett urval av 300 galaxer (där Ia-supernovor finns) bekräftar denna effekt med extremt hög signifikans (99,999 procents konfidens), vilket tyder på att försvagningen av avlägsna supernovor inte bara beror på kosmologiska effekter utan också på astrofysiken på stjärnor.

När denna systematiska bias korrigerades stämde supernovadata inte längre överens med ΛCDM:s kosmologiska modell med en kosmologisk konstant, beskriver forskarna.

Istället stämde den mycket bättre överens med en ny modell som gynnats av DESI-projektet (Dark Energy Spectroscopic Instrument), som härstammar från baryoniska akustiska svängningar (BAO) vilket innebär ljudet av Big Bang i form av kosmisk mikrovågsbakgrundsdata (CMB).De korrigerade supernova-datan och resultaten från BAO+CMB-only indikerar båda att mörk energi försvagas och utvecklas över tid.

Det mest överraskande av allt är att denna kombinerade analys indikerar att universum inte accelererar som man tidigare trott utan redan har övergått till ett tillstånd av inbromsad expansion.

Professor Lee tillägger: "I DESI-projektet erhölls de viktigaste resultaten genom att kombinera okorrigerade supernovadata med mätningar av baryoniska akustiska svängningar vilket ledde till slutsatsen att även om universum kommer att bromsa in i framtiden accelererar det för närvarande fortfarande.

"Däremot visar vår analys – som tillämpar korrigeringen för åldersbias  att universum redan har gått in i en inbromsningsfas idag. Anmärkningsvärt nog stämmer detta överens med vad som oberoende förutspås från BAO-analyser eller BAO+CMB-analyser, även om detta faktum hittills har fått svag uppmärksamhet.

För att ytterligare bekräfta resultatet genomför Yonsei-teamet nu ett "evolutionsfritt test", som bara använder supernovor i unga galaxer över hela rödförskjutningsområdet. De första resultaten stöder deras huvudsakliga slutsats. "Inom de närmaste fem åren, när Vera C. Rubin-observatoriet troligen har upptäckt kanske mer än 20000 nya supernovavärdgalaxer kommer exakta åldersmätningar att möjliggöra ett mycket mer robust och definitivt test av supernovakosmologi", beskriver forskaren professor Chul Chung, som leder studien tillsammans med doktoranden Junhyuk Son.

Vera C. Rubin-observatoriet som finns på ett berg i de chilenska Anderna är  världens mest kraftfulla digitalkamera. Den började sin vetenskapliga verksamhet i år och kan  svara på viktiga frågor om vårt eget solsystem och universum i stort.

Efter Big Bang och den snabba expansionen av universum för cirka 13,8 miljarder år sedan saktade gravitationen ner det. Men 1998 konstaterades det att nio miljarder år efter universums begynnelse hade dess expansion börjat ta fart igen, driven av en mystisk kraft.

Astronomer kallar detta mörka energi. Men trots att den utgör cirka 70 procent av universums innehåll anses den fortfarande vara ett av de största mysterierna inom vetenskapen.