Teorie předpovídající starší vesmír bez temné hmoty či temné energie

Podle nové studie z University of Ottawa obstál v několika zásadních kosmologických testech alternativní model, podle něhož je vesmír starý 26,7 miliardy let (tedy dvakrát více, než udávají současné modely) a nevyžaduje existenci temné hmoty ani temné energie.

Jeden model, mnoho pozorování
V letech 2025 a 2026 podrobili Rajendra Gupta, externí profesor na katedře fyziky University of Ottawa a postdoktorand Nikolaos Samaras model CCC+TL zkouškám na základě řady významných astronomických pozorování.

Zkratka CCC+TL znamená „kovariující vazebné konstanty plus unavené světlo“ (anglicky covarying coupling constants plus tired light). Tento model naznačuje, že jevy, které se obvykle připisují temné hmotě a temné energii, by ve skutečnosti mohly být důsledkem proměnlivosti fundamentálních konstant, jež určují, jak spolu interagují síly a částice.

Vědci hledají temnou hmotu a temnou energii po celá desetiletí, ale ani jedna z nich nebyla přímo detekována. Standardní kosmologický model, známý jako ΛCDM, také čelí otázkám, které vyvolávají pozorování překvapivě zralých galaxií v raném vesmíru.

„Většina nově vznikajících modelů vysvětluje pouze omezený soubor pozorování,“ říká profesor Gupta. „Nový model nesmí být v rozporu s pilíři kosmologie a astrofyziky a naše zjištění tuto výzvu splňují.“

CCC+TL mění Einsteinovy a Friedmannovy rovnice, které popisují gravitaci a rozpínání vesmíru. To znamenalo, že vědci nemohli pouze upravovat standardní model a stávající počítačové kódy. Pro každý test vyvinuli rovnice a kód kompatibilní s CCC+TL.

Co testy odhalily
Výsledky modelu byly v souladu s několika významnými pozorováními. Jeho předpovědi týkající se množství vodíku, helia a dalších lehkých prvků, které vznikly krátce po Velkém třesku, odpovídaly předpovědím standardního modelu. Model rovněž souhlasil s měřeními pomocí tzv. kosmických chronometrů, které využívají stáří galaxií k odhadu rychlosti rozpínání vesmíru v průběhu času.

V nedávné studii, zveřejněné v prestižním astronomickém časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vědci aplikovali tento model na všech 175 galaxií z databáze SPARC a zjistili, že dokáže reprodukovat jejich rotační křivky i bez přítomnosti temné hmoty. Model podporuje také samostatná studie zabývající se dilatací času při pozorování supernov, ačkoliv tento článek dosud prochází recenzním řízením.

Tým se rovněž zaměřil na kupu galaxií Bullet Cluster. V tomto případě dodatečný gravitační účinek – který model předpovídá namísto existence temné hmoty – kopíruje rozložení galaxií, nikoliv horkého plynu vyzařujícího rentgenové záření. Vědci to označují za předběžný důkaz koncepce, který vyžaduje další zkoumání.

„Pozorování, která se připisují temné hmotě a temné energii, pravděpodobně pramení ze vzájemně se měnících vazebných konstant,“ dodává profesor Gupta, který se touto myšlenkou zabývá ve své práci o původu temné hmoty a temné energie.

Více času na vznik raných galaxií
Tento model by také mohl pomoci vysvětlit, proč astronomové nacházejí velké, vyvinuté galaxie tak brzy v kosmické historii.

Podle standardního modelu bylo vesmíru v období „kosmického úsvitu“ přibližně 300 milionů let. V rámci modelu CCC+TL by však při stejném pozorovaném rudém posuvu byl vesmír starý zhruba 4,6 miliardy let. Tento čas navíc poskytuje galaxiím více prostoru pro růst a vývoj. Podle výpočtů vědců vycházejí rané galaxie přibližně 12krát větší (co do rozměrů i hmotnosti), než předpovídá standardní model.

„Z galaxií, které se dříve zdály být nemožné, se stávají galaxie, jejichž existenci lze předpovědět,“ vysvětluje profesor Gupta. „Předpokládáme, že galaxie existují i v mnohem větších vzdálenostech, než na jaké dosáhl Vesmírný dalekohled Jamese Webba.“

Tato předpověď by mohla být brzy ověřena. Program GLIMPSE vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST) plánuje hledat galaxie s rudým posuvem, který může přesáhnout 50. Ve standardním modelu nemusí být dostatek času na to, aby se hmotné galaxie vytvořily tak brzy. CCC+TL takový limit nemá.

Model hodný dalšího studia
„Úspěch by měl astronomy povzbudit k tomu, aby brali nový model vážně. Je náročné ho pochopit a aplikovat, ale věříme, že rozšiřuje fyziku vesmíru za hranice ΛCDM,“ uzavírá profesor Gupta.

Zdroj: https://www.uottawa.ca/faculty-science/news-all/theory-predicting-older-universe-without-dark-matter-dark-energy-passes-key-cosmological

autor: František Martinek