Über DESI hinaus werden in den kommenden Jahren eine Reihe neuer Instrumente online gehen, darunter das 8,4-Meter-Observatorium Vera Rubin in Chile, das römische Weltraumteleskop Nancy Grace der NASA und die Euclid-Mission der Europäischen Weltraumorganisation.
„Unsere Daten in der Kosmologie haben in den letzten 25 Jahren enorme Sprünge gemacht, und sie werden noch größere Sprünge machen“, sagte Frieman.
Während sie neue Beobachtungen sammeln, könnten Forscher weiterhin feststellen, dass die Dunkle Energie so konstant zu sein scheint wie seit einer Generation. Oder wenn sich der Trend in der Richtung fortsetzt, die die DESI-Ergebnisse nahelegen, könnte sich alles ändern.
Neue Physik
Wenn die dunkle Energie schwächer wird, kann sie keine kosmologische Konstante sein. Stattdessen könnte es sich um dasselbe Feld handeln, von dem viele Kosmologen glauben, dass es während der Geburt des Universums einen Moment exponentieller Expansion ausgelöst hat. Diese Art von „Skalarfeld“ könnte den Raum mit einer Energiemenge füllen, die zunächst konstant aussieht – wie die kosmologische Konstante –, aber mit der Zeit anfängt zu schwanken.
„Die Vorstellung, dass dunkle Energie variiert, ist sehr natürlich“, sagte er Paul Steinhardt, ein Kosmologe an der Princeton University. Andernfalls, fuhr er fort, „wäre es die einzige uns bekannte Energieform, die in Raum und Zeit absolut konstant ist.“
Aber diese Variabilität würde einen tiefgreifenden Paradigmenwechsel mit sich bringen: Wir würden nicht in einem Vakuum leben, das als das definiert wird niedrigster Energiezustand des Universums. Stattdessen würden wir uns in einem energiegeladenen Zustand befinden, der langsam in Richtung eines echten Vakuums gleitet. „Wir sind es gewohnt zu denken, dass wir im Vakuum leben“, sagte Steinhardt, „aber das hat Ihnen niemand versprochen.“
Das Schicksal des Kosmos würde davon abhängen, wie schnell und wie weit die bisher als kosmologische Konstante bekannte Zahl abnimmt. Wenn sie Null erreicht, würde die kosmische Beschleunigung aufhören. Wenn er weit genug unter Null sinkt, würde die Ausdehnung des Weltraums in eine langsame Kontraktion übergehen – die Art von Umkehr, die dafür erforderlich ist zyklische Theorien der Kosmologiewie sie beispielsweise von Steinhardt entwickelt wurden.
Stringtheoretiker vertreten eine ähnliche Ansicht. Mit ihrem Vorschlag, dass alles auf die Schwingung von Saiten hinausläuft, können sie Universen mit unterschiedlich vielen Dimensionen und allen möglichen exotischen Teilchen und Kräften verweben. Aber sie lässt sich nicht einfach konstruieren ein Universum, das dauerhaft eine stabile positive Energie aufrechterhält, wie es unser Universum zu sein schien. Stattdessen muss die Energie in der Stringtheorie im Laufe von Milliarden von Jahren entweder sanft abfallen oder heftig auf Null oder einen negativen Wert abfallen. „Im Grunde glauben alle Stringtheoretiker, dass es das eine oder das andere ist. Wir wissen nicht, welches“, sagte er Cumrun Vafa der Harvard University.
Beobachtungsnachweise für einen allmählichen Rückgang der Dunklen Energie wären ein Segen für das Szenario eines sanften Falls. “Das wäre fantastisch. Es wäre die wichtigste Entdeckung seit der Entdeckung der Dunklen Energie selbst“, sagte Vafa.
Doch im Moment wurzeln solche Spekulationen nur in sehr groben Zügen in der DESI-Analyse. Kosmologen müssen noch viele Millionen weitere Galaxien beobachten, bevor sie ernsthaft an eine Revolution denken.
„Wenn dies Bestand hat, könnte es den Weg zu einem neuen, möglicherweise tieferen Verständnis des Universums ebnen“, sagte Riess. „Die nächsten Jahre dürften sehr aufschlussreich sein.“
Originelle Geschichte Nachdruck mit Genehmigung von Quanta-Magazin, eine redaktionell unabhängige Veröffentlichung der Simons-Stiftung Deren Aufgabe ist es, das öffentliche Verständnis der Wissenschaft zu verbessern, indem sie Forschungsentwicklungen und -trends in der Mathematik sowie den Physik- und Biowissenschaften abdeckt.