Los investigadores han planteado la hipótesis de que el universo contiene "materia oscura". También han postulado la existencia de "energía oscura". Estas dos hipótesis explican el movimiento de las estrellas en las galaxias y la expansión acelerada del universo. Pero según un investigador de UNIGE, estos conceptos pueden dejar de ser válidos, como los fenómenos universales pueden demostrarse sin ellos. Esta investigación explota un nuevo modelo teórico basado en la invariancia de escala del espacio vacío. Esta investigación se informa en El diario astrofísico .

En 1933, el astrónomo suizo Fritz Zwicky afirmó que hay sustancialmente más materia en el universo de la que realmente podemos ver. Los astrónomos llamaron a esta materia desconocida "materia oscura, "un concepto que iba a cobrar aún más importancia en la década de 1970, cuando la astrónoma estadounidense Vera Rubin invocó este enigmático asunto para explicar los movimientos y la velocidad de las estrellas. Posteriormente, los científicos han dedicado recursos considerables a identificar la materia oscura en el espacio, en el suelo y en el CERN, pero sin éxito. En 1998, un equipo de astrofísicos australianos y estadounidenses descubrió la aceleración de la expansión del universo, ganó el Premio Nobel de Física en 2011. Sin embargo, a pesar de los enormes recursos científicos, Ninguna teoría u observación ha podido definir esta energía que supuestamente es más fuerte que la atracción gravitacional de Newton. En breve, La materia oscura y la energía oscura son misterios que han dejado perplejos a los astrónomos durante décadas.

Un nuevo modelo basado en la invariancia de escala del espacio vacío

La forma en que los físicos representan el universo y su historia se describen en las ecuaciones de la relatividad general de Einstein, Gravitación universal y mecánica cuántica de Newton. El consenso en la actualidad es el de un Big Bang seguido de expansión. "En este modelo, hay una hipótesis de partida que no se ha tenido en cuenta, en mi opinión, "dice André Maeder, profesor honorario del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE. "Por esa, Me refiero a la invariancia de escala del espacio vacío; en otras palabras, el espacio vacío y sus propiedades no cambian después de una dilatación o contracción ".

El espacio vacío juega un papel primordial en las ecuaciones de Einstein, ya que opera en una cantidad conocida como "constante cosmológica, "y el modelo resultante depende de ello. Según esta hipótesis, Maeder ahora está reexaminando el modelo estándar del universo, señalando que la invariancia de escala del espacio vacío también está presente en la teoría fundamental del electromagnetismo.

Cuando Maeder llevó a cabo pruebas cosmológicas en su nuevo modelo, descubrió que coincidía con las observaciones. También encontró que el modelo predice la expansión acelerada del universo sin tener que factorizar la energía oscura. En breve, parece que la energía oscura puede no existir realmente ya que la aceleración de la expansión está contenida en las ecuaciones de la física.

En una segunda etapa, Maeder se centró en la ley de Newton, una instancia específica de las ecuaciones de la relatividad general. La ley también se modifica ligeramente cuando el modelo incorpora la nueva hipótesis de Maeder. En efecto, contiene un término de aceleración hacia el exterior muy pequeño, lo cual es particularmente significativo a bajas densidades. Esta ley enmendada, cuando se aplica a cúmulos de galaxias, conduce a masas de agrupaciones en línea con la de la materia visible (contrariamente a lo que argumentó Zwicky en 1933). Esto significa que no se necesita materia oscura para explicar las altas velocidades de las galaxias en los cúmulos. Una segunda prueba demostró que esta ley también predice las altas velocidades alcanzadas por las estrellas en las regiones exteriores de las galaxias (como había observado Rubin), sin tener que recurrir a la materia oscura para describirlos. Finalmente, una tercera prueba examinó la dispersión de las velocidades de las estrellas que oscilan alrededor del plano de la Vía Láctea. Esta dispersión, que aumenta con la edad de las estrellas relevantes, se puede explicar muy bien usando la hipótesis del espacio vacío invariante, mientras que antes no había acuerdo sobre el origen de este efecto.

El descubrimiento de Maeder allana el camino para una nueva concepción de la astronomía que planteará preguntas y generará controversia. "El anuncio de este modelo, que por fin resuelve dos de los mayores misterios de la astronomía, permanece fiel al espíritu de la ciencia:nada puede darse por sentado, no en términos de experiencia, la observación o el razonamiento de los seres humanos, "concluyó André Maeder.