Jo muutaman vuosikymmenen ajan kosmologit ovat yrittäneet ratkaista erästä maailmankaikkeuden rakenteeseen liittyvää keskeisistä ongelmaa: miksi maailmankaikkeus laajenee kiihtyvällä nopeudella?

Arkijärjen mukaan maailmankaikkeuden pitäisi kutistua, kun galaksien massan aiheuttama gravitaatio vetää niitä toisiaan kohti. Näin tilanne ei kuitenkaan ole, sillä universumi ei ainoastaan laajene vaan se laajenee kiihtyvällä nopeudella.

Tätä on selitetty pimeällä energialla (joka on siis eri asia kuin pimeä aine). Laskelmien mukaan 68,3 prosenttia maailmankaikkeuden energiatiheydestä olisi pimeää energiaa, joka työntäisi galaksijoukkoja loitommalle toisistaan.

Nykykäsityksen mukaan pimeä energia olisi tyhjiön ominaisuus, joka kvanttimekaniikan ilmiöiden avulla saisi aikaan massaa loitontavan voiman.

Jos energiaa päästetään vuotamaan, teoreettinen malli pitäisi paikkaansa havaitun todellisuuden kanssa.

Vaikka pimeän energian olemassaolosta on viitteitä, kukaan ei ole onnistunut ongelmitta selittämään, mitä pimeä energia on ja mikä mekanismin kautta se vaikuttaa maailmankaikkeuden aineeseen – tai ylipäätään aukottomasti sovittamaan sitä kaikkiin havaintoihin ja teorioihin perustuviin malleihin.

Nyt tilanne on saattanut muuttua. Ranskalais-meksikolainen tutkijakolmikko on esittänyt Physical Review Letters -lehdessä teorian, jonka mukaan pimeä energia on syntynyt, kun jo varhainen maailmankaikkeus rikkoi energian katoamattomuuden lakia. Lain mukaan energia ei voi syntyä eikä hävitä, vaan se ainoastaan muuttaa muotoaan. Tätä periaatetta on pidetty perustavanlaatuisena ja rikkomattomana fysiikan lakina.

Eräs keskeinen ongelma pimeän energian kanssa on se, että teoreettiset mallit ja niiden laskelmat eivät vastaa havainnoitua todellisuutta eli universumin laajenemisnopeutta. Mallien mukaan pimeän energian määrää kuvaavan kosmologisen vakion pitäisi olla joko nolla tai 120 kertaluokkaa havainnoista johdettua arvoa suurempi, mutta nimenomaan ei se, jollainen se käytännön havaintojen perusteella näyttäisi olevan.

Jos maailmankaikkeuden energiaa päästetään vuotamaan, teoreettinen malli pitäisi täysin paikkaansa havaitun todellisuuden kanssa. Universumin ei ole tarvitse vuotaa paljon, sillä ajan kuluessa tämä muutos on kertautunut ja johtanut nykyisenkaltaiseen tilanteeseen.

Sitä, minne tai mistä energia on vuotanut, malli ei selitä.

Huomattavaa kuitenkin on, että eräs Albert Einsteinin 1910-luvulla luomista vaihtoehtoisista teorioista sallisi energian katoamattomuuden lain rikkomisen, vaikka nykyinen kosmologia onkin perustunut Einsteinin niin sanottuun yleiseen suhteellisuusteoriaan.

Uusi esitys on otettu vastaan sekä innostuneesti ja epäilevästi. Kyseessä on vain matemaattinen ajatuskehitelmä, mutta hämmästyttävää siinä on tapa, jolla se sopisi havaittuun todellisuuteen.

Alkuperäinen teksti on luettavissa arXiv.org-palvelusta.