Az általánosan használt modell szerint nagy skálákon az Univerzumot homogénnek és izotrópnak, azaz minden irányban egyenletes anyageloszlásúnak tekintik. Ezzel az egyszerűsítéssel létezik egzakt matematikai megoldás, az úgynevezett Friedmann-egyenlet, mely leírja, hogy az idő függvényében hogyan tágul a tér.
Ez az egyszerűsített kozmológiai modell nagyrészt meg is egyezett a csillagászati megfigyelésekkel, de a 2011-ben Nobel-díjjal jutalmazott felfedezés alapján, szupernóvák észleléséből kiderült, hogy az Univerzum tágulása gyorsul.
A modell keretében ez csak úgy volt magyarázható, ha bevezettek egy úgynevezett
sötét energiát,
ami az Univerzum jelenlegi teljes energiaháztartásának (beleértve a teljes tömegét is, a nevezetes E= mc2 értelmében) mintegy 70%-át kiteszi. Nagy probléma azonban, hogy ennek a titokzatos sötét energiának
a földi laboratóriumokban semmi nyomát nem találták,
és mibenlétét a fizika mai elméletei nem tudják még közelítőleg sem megmagyarázni.
Az ELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszékén dolgozó Rácz Gábor és Beck Róbert PhD-hallgatók Dobos Lászlóval, Csabai Istvánnal és a valamikor szintén az ELTE-n végzett, és jelenleg a University of Hawaii-on kutató és oktató Szapudi Istvánnal közösen
megkérdőjelezték, hogy létezik-e egyáltalán a sötét energia,
vagy más módon is magyarázható a gyorsulva tágulás.
Azt vetették fel, hogy a problémát az a közelítés okozza, amely figyelmen kívül hagyja az anyag észlelt csomósodását, illetve annak visszahatását a tágulásra. Nem mindegy ugyanis, hogy az Univerzum a teljes egészére vetített átlagsűrűsége által meghatározottan tágul, vagy hogy a kisebb, gravitációsan kötött régiók „lokális” sűrűségei szerinti tágulást észleljük nagy skálán kiátlagolva.
Egy általuk készített számítógépes, úgynevezett N-test szimuláció segítségével sok millió „részecskével” modellezték az anyag eloszlását, dinamikáját. A részecskék közt alkalmazva a gravitáció egyenleteit rekonstruálható az Univerzum fejlődése, az anyag csomósodása.
Vizsgálataik azt mutatták ki, hogy ha a tér tágulásánál egyenletes anyageloszlással számolnak, akkor megerősítve más kutatók eredményeit, csak sötét energia bevezetésével hozható összhangba a szimuláció a csillagászati észlelésekkel.
Azonban ha figyelembe vették azt, hogy a kisebb „mini-Univerzumok” önállóan tágulnak, mely a teljes Univerzumra nézve kiátlagolódik, akkor sötét energia nélkül is rekonstruálni tudták az észleléseket, a gyorsulva tágulást.
Az eredeti sötét energiás elmélet és az új modell egyaránt képesek magyarázni az eddigi észlelések nagy részét, de bizonyos esetekben az új modell pontosabban egyezik a mérésekkel.
A kutatók azt remélik, hogy a közeljövőbeli újabb mérések segítségével még jobban alátámasztható lesz modelljük, és teljesen kizárható lesz a sötét energia létezése.