Danmarks Frie Forskningsfond - FNU -Solving the Hubble Constant Problem

New measurements of the expansion rate of the universe have brought the standard model of cosmology in crisis. In this project we propose a simple resolution to the problem.

If we assume the standard model of cosmology (the Lambda-CDM model), we can infer the expansion rate today by making measurements of the Cosmic Microwave Background (CMB) radiation, which was created only 380.000 years after Big Bang. We call it early measurements. But we can also measure the expansion rate directly today from supernovae observations. We call it early measurements. The problem is that the early and late measurements exhibit a significant 4.4-sigma discrepancy, indicating that it is wrong to assume the standard model of cosmology to be valid.
We propose that a first order phase transition in the dark sector in the early
universe, just before recombination, can resolve the problem. This will lead to a
short phase dominated by a new early dark energy component and can explain the
observations.

Nye observationer af hvor hurtigt universet ekspanderer udfordrer vores forståelse af universet. ESA’s Planck satellit lavede i 2009-2013 de mest præcise målinger, vi har af den kosmiske mikrobølge baggrundsstråling, som er et levn fra selve Big Bang. Fra de målinger, kan vi, hvis vi antager at vores model for universet er korrekt, udlede ekspansionsraten af universet i dag (kaldet Hubble konstanten). Vi kan også måle ekspansionsraten af universet i dag direkte ved hjælp af supernova observationer. Problemet er at de to metoder ikke giver det samme resultat. Deraf konkluderer vi at vores model for universet er ukorrekt. Det er det vi kalder Hubble konstant problemet med standardmodellen (Lambda-CDM modellen) for vores univers.
I dette projekt foreslår vi en simpel ny løsning til Hubble konstant problemet. Vi
foreslår, at hvis der har fundet en første ordens faseovergang sted i det tidlige
univers, så kan det forklare forskellen mellem de to typer af målinger. Lige før
faseovergangen finder sted, så vil universet have en lille smule mere mørk energi
end i dag, som så forsvinder i selve faseovergangen. Dette kan forklare forskellen på den ekspansionsrate vi udleder fra observationer af det tidlige og det sene univers. Faseovergange er dramatiske begivenheder, der også vil lede til gravitationsbølger. Vi vil også beregne spektret af gravitationsbøger i universet, som teorien forudsiger, under antagelse af at det vil kunne bruges til
eksperimentelt at verificere teorien.