Bild wikipedia
Mörk energi anses av många förbli oförändrad. Genom hela kosmiska historien tros den mystiska energin som tros driva universums accelererade expansion ha betett sig på samma sätt sedan tidens och rummets början. Men nu har ny Data från Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), som skapar den största tredimensionella kartan över universum visat tecken på att mörk energi kan ha förändrats över tid. Tänk om mörk energi inte är konstant? Det är frågan bakom nyare teoretisk forskning ledd av forskare vid Istanbul tekniska universitet (ITU).
I en artikel från 2025 i Physical Review D (se nedan) beskrivs hur ett internationellt team under ledning av professor Özgür Akarsu vid ITU:s fysikinstitution undersökte en alternativ gravitationsteori där de medvetet utforskade ett område av teorin som tidigare studier hade lämnat åt sidan. Det de fann var att mörk energi naturligt kunde producera en form av mörk energi vars densitet var negativ under universums första miljarder år innan den senare blev positiv som den är i dag (att tänka sig som materia och antimateria är). Arbetet utfördes i Akarsus forskargrupp vid ITU tillsammans med postdoktor Dr. N. Merve Uzun och doktoranden Bilal Bulduk, i samarbete med professor Nihan Katırcı från Doğuş universitet, en tidigare postdoktoral forskare i gruppen och professor Antonio De Felice vid Yukawa-institutet för teoretisk fysik vid Kyoto universitet, ett av världens ledande centra för teoretisk fysik.
Föreställ dig en karta med många vägar, men de flesta har färdats på samma väg i flera år. De andra vägarna finns redan på kartan, de har bara inte utforskats lika mycket. En liknande situation uppstod med teorin som studerades av ITU-drivna teamet. De uppfann inte en ny form av mörk energi utan återbesökte en befintlig alternativ gravitationsteori kallad teleparallellf(T)-gravitation.
Till skillnad från Einsteins allmänna relativitetsteori, som beskriver gravitation genom rumtidens krökning, använder teleparallell gravitation torsion som grund. Forskare har experimenterat med utvidgningar av denna teori i åratal för att se om modifierad gravitation kan förklara universums accelererande expansion.
Skillnaderna var betydande. Samma mängd materia idag kan leda till två mycket olika kosmiska utvecklingar. En väg stämmer nära överens med den standardiserade kosmologiska modellen, medan den förbisedda grenen uppvisar ett annat beteende av mörk energi som att dess densitet var negativ tidigare, korsade noll vid cirka rödskift 1,5, för ungefär nio och en halv miljard år sedan och blev positiv sedan dess.
Viktigt är att detta ovanliga beteende inte skapades bara genom att lägga till en fri parameter. Värdet som avgör vilken gren som dyker upp beror på universums nuvarande materietäthet. Följaktligen har denna modell samma antal kosmologiska parametrar som den standardiserade ΛCDM-modellen med sex parametrar.
Trots sitt ovanliga beteende på kosmiska skalor visas i artikeln att denna gren kan förbli förenlig med de precisa gravitationstester som utförts i solsystemet, eftersom dess avvikelser från Einsteins teori naturligt undertrycks i täta miljöer.
Akarsu beskrev detta resultat som en påminnelse om att även etablerade teorier kan dölja outforskade möjligheter.
"I flera år har vi studerat ett scenario där mörk energi byter tecken och det har hållit sig anmärkningsvärt bra mot data som DESI samlar in. Den öppna frågan var vilken fysisk mekanism som kunde framkalla ett sådant beteende. Så vi tittade medvetet på en gren av en välkänd gravitationsteori som hade lämnats åt sidan eftersom den bryter mot den vanliga förväntningen att mörk energi förblir och alltid varit positiv. Teckenförändringen uppstod naturligt ur teorin själv."
Tidpunkten för den teoretiska utforskningen kunde knappast ha varit bättre. DESI mäter positionerna för miljontals galaxer och kvasarer vilket gör det möjligt för forskare att spåra universums expansion över miljarder år bakåt i tiden. I mars 2025 tillkännagavs i DESI-samarbetet resultat från de första tre årens insamlade data. När dessa fynd kombineras med observationer av den kosmiska mikrovågsbakgrunden, supernovor och svag linsbildning, förstärktes tidigare antydningar om att mörk energi kan förändras över tid istället för att fungera som en enkel kosmologisk konstant. Styrkan i dessa bevis varierar beroende på vilka dataset som används och har ännu inte nått nivån för en definitiv upptäckt. Ändå driver den potentiella betydelsen forskare att utforska olika förklaringar. Efter att ha slutfört sin planerade femåriga undersökning har DESI observerat över 47 miljoner galaxer och kvasarer. Dess fullständiga datamängd kommer att erbjuda ett ännu noggrannare test av om mörk energis till synes utvecklade utveckling fortsätter. Denna utveckling möjliggör att teorier som tidigare ansågs okonventionella kan testas mot precisa observationsdata. Den ITU-ledda studien lämnades först in i oktober 2024, månader före DESI:s resultat i mars 2025; modellen har ännu inte konfronterats med hela DESI-datamängden och att göra det är teamets nästa steg.
En för alla öppen tillgänglig version av studien kan läsas här:
Men omöjligt är det inte om den så kallade mörka energin varit negativ en gång. Men då anser jag att i början av kosmos var den 50-50, Hälften positiv och hälften negativ likt materia under en kort tid var både antimateria och vanlig positiv materia (hälften hälften) där den positiva materian materia av i dag blev slutresultatet av ej förklarad anledning. Mörk energi kan ha gått samma bana och slutade som positiv men varför just positiv blev segrare både i materiauppbyggnad och i mörk energi substans vet vi inte båda var för sig är lika stabila. Sedan är det en annan sak vad mörk energi är.
