Neue Simulation könnte Aufschluss über dunkle Energie und Expansion des Universums

Auf der Grundlage von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie, erlaubt neues Tool Forschern Konto Wellen in der Raumzeit, wodurch die genaueste Simulationen noch berücksichtigen

Wissenschaftler haben die genaueste Methode erstellt noch simulieren die Art und Weise das Universum expandiert.

Genannt "Gevolution", das Tool zum ersten Mal können Forscher die Wirkung der Wellen in der Raumzeit - bekannt als Gravitationswellen - berücksichtigen und könnte helfen, Licht auf dunkle Energie, die geheimnisvolle Kraft des Universums fahren beschleunigte Expansion.

"Ich denke, es ist ein wichtiger Schritt vorwärts," sagte Professor Jo Dunkley von der University of Oxford, der nicht an der Studie beteiligt war. "Es ist etwas, das Menschen versucht haben, eine Zeitlang hinarbeiten."

Während derzeit gibt es viele Modelle des Universums basieren Simulationen in der Regel auf diejenigen auf Newtons Theorie der Gravitation gebaut. Das neue Tool, basiert jedoch auf von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie, so dass Wissenschaftler Computersimulationen basierend auf eine weit breitere Strecke der Modelle zu erstellen. Dr. Julian Adamek, einer der Autoren das Papier nun Sitz des Observatoire de Paris in Meudon, sagt, dass das spannende Möglichkeiten bietet. "Sie jetzt sehe können eine Simulation wie Raumzeit um - Frame-dragging-Effekt - gezogen wird durch die Bewegung der Materie und auch, wie Gravitationswellen durch die Materie erzeugt würde, was sich bewegt", sagt er.

"Überraschend, können Sie - um wirklich gute Genauigkeit - berechnen die großräumigen Struktur des Universums aussehen sollte nur mit einfachen Newtonschen Gravitation. Daher nahezu alle großen Computer-Simulationen verwenden wir nur bisher mit Newtons Gesetze arbeiten", sagt Dr. Tessa Baker, auch von der University of Oxford. Aber sie sagt, das neue Tool geht weiter. "Es erlaubt, die kleine Abweichungen von der Newtonschen Gravitation zu berechnen, die von keiner Simulation bisher erfasst wurden nicht."

Veröffentlicht in der Zeitschrift Nature Physics, Papier, unter der Leitung von Wissenschaftlern an der Universität Genf, auch weist darauf hin, dass das Tool Forscher, tiefer in die Natur der dunklen Energie - das geheimnisvolle Phänomen verantwortlich für die Beschleunigung der Expansion des Universums eintauchen lässt. Während dunkler Energie oft bekannt als die kosmologische Konstante Wert gegeben ist, ist Adamek schnell hinzu, dass es immer noch ein Rätsel ist. "Wenn es nicht [durch die kosmologische Konstante beschrieben], wenn es etwas anderes ist, musst du wissen, welche Art von Auswirkungen [würde] und hierzu Simulationen wäre ein netter Weg," sagt Adamek.

Aber nicht jeder ist so begeistert. "Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie ist unsere beste Beschreibung der Schwerkraft, aber die Gleichungen sind kompliziert und teuer zu lösen - in dem Sinne, dass es viel Rechenzeit, braucht", sagt Dr. David Seery von der University of Sussex. "Um die Entwicklung von Strukturen auf kosmologischen Skalen zu studieren in der Regel stellen wir mit den älteren Newtonische Theorie der Schwerkraft zu tun." In der Tat, während das neue Tool Vorteile bieten könnte, glaubt Seery es noch her Offenbarungen einläuten. "ihre Computer-Software ist ein beeindruckendes Werk, aber zu diesem Zeitpunkt die Ergebnisse nicht belaufen sich auf wesentliche Änderungen in unserem Verständnis des Wachstums der Struktur."

Jedoch mit großen kosmologischen Umfragen in Sicht, einschließlich der Europäischen Weltraumorganisation Euclid Satelliten glaubt Dunkley, dass die Simulationen noch wertvoll erweisen werden. "Das ist wirklich rechtzeitig, denn wir sind gerade dabei, diese ganze Fülle von neuen Daten beginnen - wir brauchen diese Computersimulationen zur Verfügung, wollen wir neue Physik aus den neuen Daten erfahren, was kommt", sagt sie.

Baker ist einverstanden. "Diese allgemeine relativistische Effekte zu erfassen ist wichtig, denn als unser Teleskop Technologie verbessert, so auch die Genauigkeit der astronomischen Daten. Sie dürfen nur kleine Korrekturen an der Newtonschen Vorhersagen, aber wir sollten sie völlig strengen Berechnungen für die nächste Generation von Teleskopen zu gehören." Sie fügt hinzu: "sie haben auch einen Einfluss auf Modelle der dunklen Materie und dunklen Energie, wohl die größten Probleme in der aktuellen Kosmologie auszuschließen."