Nowe spojrzenie na Wszechświat: geometria czasoprzestrzeni jako źródło kosmicznego przyspieszenia

Współczesna kosmologia tradycyjnie tłumaczy przyspieszone rozszerzanie się Wszechświata poprzez wprowadzenie hipotetycznej ciemnej energii. Szacuje się, że ta tajemnicza substancja stanowi około siedemdziesięciu procent całej masy-energii kosmosu. Jednakże, konieczność ręcznego dodawania tego członu do standardowych równań Friedmana, które wywodzą się z ogólnej teorii względności Einsteina, od dawna była postrzegana jako matematycznie nieelegancka i problematyczna.

Pod koniec 2025 roku grupa naukowców przedstawiła przełomową pracę teoretyczną, proponując alternatywne podejście geometryczne. Ich rozwiązanie opiera się na grawitacji Finslera i może stanowić odpowiedź na tę fundamentalną zagadkę kosmologiczną. Zespół badawczy, w skład którego wchodzili fizycy, w tym Christian Pfeiffer z Centrum Stosowanych Technologii Kosmicznych i Mikrograwitacji (ZARM) na Uniwersytecie w Bremie w Niemczech oraz ich koledzy z Uniwersytetu Transylwańskiego w Braszowie w Rumunii, skoncentrowali swoje wysiłki na rozszerzeniu Ogólnej Teorii Względności (OTW).

Grawitacja Finslera, rozwijana intensywnie w ostatnich latach, wykorzystuje bogatszy opis geometrii czasoprzestrzeni. Umożliwia to dokładniejsze modelowanie zachowania grawitacyjnego materii, zwłaszcza gazów, w porównaniu do standardowej OTW. To właśnie to rozszerzenie geometryczne jest kluczowe, ponieważ pozwala na ponowne zdefiniowanie natury kosmicznego przyspieszenia. Kiedy teoria grawitacji Finslera została zastosowana do równań Friedmana, otrzymano tak zwane równania Finslera-Friedmana, które wykazują zaskakujący rezultat.

Te zmodyfikowane równania naturalnie przewidują przyspieszone rozszerzanie się Wszechświata, nawet w próżni. Co istotne, całkowicie eliminuje to potrzebę wprowadzania dodatkowego członu odpowiadającego ciemnej energii. Christian Pfeiffer podkreślił, że ta nowa perspektywa geometryczna na problem ciemnej energii otwiera zupełnie nowe horyzonty dla lepszego zrozumienia praw natury rządzących kosmosem. Wyniki tej pracy, opublikowane w „Journal of Cosmology and Astroparticle Physics”, sugerują, że przyspieszenie może być fundamentalną cechą samej geometrii czasoprzestrzeni, a nie efektem działania nieznanej siły kosmicznej.

Teoretyczne podstawy przedstawione w tym badaniu wskazują, że sama geometria czasoprzestrzeni może być siłą napędową przyspieszenia. Stanowi to radykalną zmianę paradygmatu w kosmologii. W ramach tego podejścia geometrycznego, w przeciwieństwie do modelu standardowego, gdzie ciemna energia jest dodawana ad hoc, aby dopasować się do obserwacji, przyspieszenie wyłania się z samej dynamiki rozszerzania, którą dyktują równania Finslera-Friedmana. Grupa badawcza doszła do wniosku, że ich metoda geometryczna jest zgodna z danymi obserwacyjnymi uzyskanymi poprzez modelowanie i symulacje, choć ostateczne potwierdzenie wymaga dalszych testów eksperymentalnych.

Obecnie, w roku 2026, trwają intensywne prace nad weryfikacją tej nowatorskiej teorii, która rzuca wyzwanie dotychczasowemu obrazowi kosmologicznemu. Chociaż ta praca nie twierdzi, że całkowicie eliminuje koncepcję ciemnej energii, sugeruje, że przynajmniej część obserwowanego przyspieszenia może być wyjaśniona przez głębszy i bardziej subtelny opis grawitacji, oparty na rozszerzonej strukturze czasoprzestrzeni. Instytucje zaangażowane w te badania, w tym ZARM z Uniwersytetu w Bremie oraz Uniwersytet Transylwański w Braszowie, kontynuują rozwijanie aparatu matematycznego, który może doprowadzić do rewizji naszego rozumienia ewolucji kosmosu. Ta propozycja teoretyczna, zaprezentowana pod koniec 2025 roku, oferuje eleganckie matematyczne rozwiązanie jednej z największych zagadek fizyki, bazując na ponownej ocenie fundamentalnych założeń grawitacji.