Kan en kamæleon bygge en galakse? I henhold til nye computermodeller, ja.
Dette er ikke en surrealistisk vittighed, men snarere implikationen af nylige simuleringer, der sigter mod at forklare den indre virkning af mørk energi, en mystisk kraft, der skiller alt fra hinanden ud i universet. Resultaterne, der blev offentliggjort 8. juli i tidsskriftet Nature Astronomy, understøtter en model af mørk energi kendt som Chameleon Theory.
Tip om mørk energi blev først opdaget i slutningen af 1990'erne, da kosmologer målte lyset fra fjerne supernovas og indså, at stjernerne var svagere end forventet, hvilket antyder, at rumtidsstoffet ikke kun ekspanderede, men accelererede i dets ekspansion. Fysikere foreslog eksistensen af en styrke, der arbejdede i modsætning til tyngdekraften, skubber tingene væk fra hinanden i stedet for at trække dem sammen.
De fleste forskere abonnerer på ideen om, at mørk energi er det, der er kendt som den kosmologiske konstant, en type energi, der er bundet op i selve vakuumet i rummet, fortalte Baojiu Li, en matematisk fysiker ved Durham University i Storbritannien, til Live Science. "Denne enkle model fungerer meget godt praktisk, og det er en ligetil tilføjelse til den kosmologiske model uden at skulle ændre tyngdeloven," sagde han.
Problemet er, at førende fysiksteorier forudsiger, at værdien af vakuumets energi skal være 120 størrelsesordener højere end hvad kosmologer observerer fra faktiske målinger af mørk energi i universet, sagde Li. Så fysikere har søgt alternative forklaringer, inklusive Chameleon Theory.
Teorien foreslår en ny kraft på toppen af de fire allerede kendte, formidlet af en partikel kaldet kamæleonpartikel, ifølge en forklarende i Sky og Telescope magasinet. Kameleonkraften ville virke som mørk energi og drive galakser fra hinanden i kosmos. Men at have en uventet femte styrke kommer med sit eget dilemma - hvordan har vores instrumenter aldrig før set en sådan partikel?
Teorien antyder, at kamæleonpartikler, ligesom deres krybdyrsnavne, kan smelte ind i deres omgivelser for at undgå detektion. I stedet for at ændre farve ændrer disse partikler masse. I miljøer med høj densitet, som f.eks. I nærheden af Jorden, har de en høj masse og er derfor vanskelige at opdage. Dette er grunden til, at vi ikke ser effekterne af kamæleonpartikler på vores solsystem, men snarere kun på ekstremt store kosmologiske skalaer, hvor stoffet samlet set er sparsomt ifølge teorien.
For at teste kamæleonteori har forskere kørt kraftfulde computersimuleringer, der spinder virtuelt mørkt stof - et hidtil ukendt stof, der langt større end vejer det synlige stof i universet - med de fire kendte kræfter plus kamæleonpartikler for at skabe himmelstrukturer som vores solsystem ifølge en erklæring.
Men indtil nu har behandlingseffektbegrænsninger betydet, at modellerne ikke kunne omfatte almindeligt, synligt stof, som protoner og elektroner. Li og hans kolleger brugte supercomputere til endelig at inkludere de almindelige partikler ved siden af alt andet og fremstille strukturer i galakskala.
"Simuleringerne viser, at realistiske galakser, ligesom vores egen Mælkevej, kan danne trods den komplicerede opførsel af tyngdekraften i," sagde Li.
Holdet håber, at yderligere modelleringer afslører måder at skelne teorien fra andre hypoteser om mørk energi på, tilføjede han.
Så udfordrer disse ideer Einsteins teori om generel relativitet, som det er blevet rapporteret i vid udstrækning?
"Udfordring er et stærkt ord," fortæller Jeremy Sakstein, en fysiker ved University of Pennsylvania i Philadelphia, der ikke var involveret i arbejdet, til Live Science.
For at teste generel relativitet er det nyttigt at have konkurrerende teorier, tilføjede han, og denne nye forskning repræsenterer et skridt hen imod at fremsætte forudsigelser om, hvad disse alternativer kan se på kosmologiske skalaer.
