Jeder, der Physik 101 genommen hat, hat sich diese Tatsache in den Kopf gesetzt: Die Lichtgeschwindigkeit ist konstant und bewegt sich mit 186.000 Meilen pro Sekunde. Tatsächlich ist es der Eckpfeiler eines Großteils der modernen Physik, insbesondere Einsteins Relativitätstheorie, berichtet Joseph Dussault am Christian Science Monitor .
Das mag aber nicht der Fall sein. João Magueijo, ein theoretischer Physiker am Imperial College London, und Niayesh Afshordi von der University of Waterloo in Kanada haben in einem neuen Artikel in der Fachzeitschrift Physical Review D die Idee untersucht, dass die Lichtgeschwindigkeit in der Vergangenheit anders war viel schneller in den Kinderschuhen des Universums als heute.
Ian Sample vom Guardian erklärt:
Magueijo und Afshordi entwickelten ihre Theorie, um zu erklären, warum der Kosmos über weite Entfernungen ähnlich aussieht. Um so gleichmäßig zu sein, müssen Lichtstrahlen jede Ecke des Kosmos erreicht haben, sonst wären einige Regionen kühler und dichter als andere. Aber selbst bei einer Geschwindigkeit von 1 Mrd. km / h reiste das Licht nicht schnell genug, um sich so weit auszubreiten und die Temperaturunterschiede im Universum auszugleichen.
Um diese Diskrepanz zu erklären, entwickelten die Physiker die Inflationstheorie, die darauf hindeutet, dass das frühe Universum viel kleiner war und die Temperaturen ausgeglichen werden konnten. Dann hat es Überstunden gemacht, um seine aktuelle Größe zu erreichen. Diese Idee wird jedoch oft kritisiert, weil sie die Schaffung einer Reihe von Bedingungen erfordert, die nur in den Kinderschuhen des Universums existieren würden - etwas, das nicht einfach getestet werden kann.
Das Konzept von Magueijo und Afshordi hat jedoch an Fahrt gewonnen. "Die Theorie, die wir zum ersten Mal Ende der neunziger Jahre vorgeschlagen haben, hat jetzt einen Reifegrad erreicht - sie hat eine überprüfbare Vorhersage geliefert", heißt es in einer Pressemitteilung. "Wenn Beobachtungen in naher Zukunft feststellen, dass diese Zahl korrekt ist, könnte dies zu einer Modifikation von Einsteins Gravitationstheorie führen."
Das Duo testete diese Idee mit dem Cosmic Microwave Background (CMB) des Universums, der Strahlung, die kurz nach dem Urknall entsteht und das Universum füllt. Basierend auf dem Forschermodell fungiert der CMB als eine Art Zeitachse für Universumsschwankungen und zeichnet auf, wie sich die Schwerkraftgeschwindigkeit und die Lichtgeschwindigkeit mit Temperaturschwankungen ändern, berichtet Michael Brooks von New Scientist .
„In unserer Theorie gibt es eine Temperatur, bei der alles schneller wird, wenn man in das frühe Universum zurückkehrt. Die Lichtgeschwindigkeit steigt ins Unendliche und breitet sich viel schneller aus als die Schwerkraft “, erklärt Afshordi Sample. "Es ist ein Phasenübergang, wie aus Wasser Dampf wird."
Brooks erklärt:
Damit wird ein Wert mit der Bezeichnung Spektralindex, der die anfänglichen Dichtewellen im Universum beschreibt, auf 0, 96478 festgelegt - ein Wert, der mit zukünftigen Messungen verglichen werden kann. Die jüngste Zahl, die vom CMB-Mapping-Planck-Satelliten im Jahr 2015 gemeldet wurde, beziffert den Spektralindex auf etwa 0, 968, was verblüffend nahe liegt.
Auch wenn die Zahlen nicht übereinstimmen, sagen die Forscher, dass sie glücklich sein werden. "Das wäre großartig - ich muss nicht noch einmal über diese Theorien nachdenken", sagt Magueijo zu Brooks. "Diese ganze Klasse von Theorien, in denen die Lichtgeschwindigkeit in Bezug auf die Schwerkraftgeschwindigkeit variiert, wird ausgeschlossen."
Das Konzept ist nicht ohne Kritik geblieben, berichtet Sample. David Marsh vom Zentrum für Theoretische Kosmologie der Universität Cambridge sagt, die Idee habe zu viele theoretische Fragen, die nicht geklärt worden seien, während die Inflation immer sinnvoller zu werden scheint. "Die von Stephen Hawking und anderen vor mehr als 30 Jahren entwickelten Inflationsvorhersagen wurden durch kosmologische Beobachtungen überprüft und haben diese Tests bemerkenswert gut überstanden", erzählt er Sample. "Viele Wissenschaftler betrachten die Inflation als eine einfache und elegante Erklärung für den Ursprung der Galaxien im Universum."
