Οι ερευνητές προτείνουν μια τροποποίηση στη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν, υποδηλώνοντας ένα «κοσμικό σφάλμα» που κάνει τη βαρύτητα ελαφρώς πιο αδύναμη σε τεράστιες κοσμικές αποστάσεις. Αυτή η τροποποίηση μπορεί να βοηθήσει στην εξήγηση κάποιων άγνωστων φαινομένων στο σύμπαν. Πίστωση: SciTechDaily.com
Είμαστε ένα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση των μυστηρίων στην άκρη του σύμπαντος.
Μια ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο του Βατερλώ Το Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολομβίας ανακάλυψε μια πιθανή «κοσμική ανισορροπία» στη βαρύτητα του σύμπαντος, κάτι που εξηγεί την παράξενη συμπεριφορά του σε κοσμικό επίπεδο.
Τα τελευταία 100 χρόνια, οι φυσικοί βασίστηκαν στη θεωρία της «γενικής σχετικότητας» του Άλμπερτ Αϊνστάιν για να εξηγήσουν πώς λειτουργεί η βαρύτητα σε όλο το σύμπαν. Η γενική σχετικότητα, που έχει αποδειχθεί ακριβής από αμέτρητες δοκιμές και παρατηρήσεις, δείχνει ότι η βαρύτητα επηρεάζει όχι μόνο τρεις φυσικές διαστάσεις, αλλά και μια τέταρτη διάσταση: τον χρόνο.
«Αυτό το μοντέλο βαρύτητας ήταν απαραίτητο για τα πάντα, από την ενδοσκόπηση η μεγάλη έκρηξη Ο επικεφαλής συγγραφέας του έργου, Robin Wynn, ένας πρόσφατος πτυχιούχος μαθηματικής φυσικής στο Waterloo, είπε:
Προκλήσεις σε παγκόσμια κλίμακα
“Όταν όμως προσπαθούμε να κατανοήσουμε τη βαρύτητα στο κοσμικό επίπεδο, στο επίπεδο των σμηνών γαλαξιών και πέρα, συναντάμε σαφείς αντιφάσεις με τις προβλέψεις της γενικής σχετικότητας. Είναι σαν η ίδια η βαρύτητα να έχει σταματήσει τελείως να ταιριάζει με τη θεωρία του Αϊνστάιν. Αυτήν την ονομάζουμε αντίφαση «Η βαρύτητα γίνεται περίπου 1% πιο αδύναμη όταν αντιμετωπίζουμε αποστάσεις δισεκατομμυρίων ετών φωτός».
Για περισσότερα από είκοσι χρόνια, φυσικοί και αστρονόμοι προσπαθούν να δημιουργήσουν ένα μαθηματικό μοντέλο που εξηγεί φαινομενικές αντιφάσεις στη θεωρία της γενικής σχετικότητας. Πολλές από αυτές τις προσπάθειες έχουν γίνει στο Waterloo, το οποίο έχει μακρά ιστορία βαρυτικής έρευνας αιχμής που προκύπτει από τη συνεχή διεπιστημονική συνεργασία μεταξύ εφαρμοσμένων μαθηματικών και αστροφυσικών.
Ιστορικό πλαίσιο και ερευνητικές προσπάθειες
«Πριν από σχεδόν έναν αιώνα, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ότι το σύμπαν μας διαστέλλεται», δήλωσε ο Niayesh Afshordi, καθηγητής αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Waterloo και ερευνητής στο Perimeter Institute.
«Όσο πιο μακριά βρίσκονται οι γαλαξίες, τόσο πιο γρήγορα κινούνται, στο σημείο που φαίνονται να κινούνται σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός, το μέγιστο που επιτρέπεται από τη θεωρία του Αϊνστάιν, τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι η θεωρία του Αϊνστάιν, σε αυτές τις ίδιες κλίμακες, μπορεί επίσης να είναι ανεπαρκής».
Τροποποίηση της θεωρίας του Αϊνστάιν
Το νέο μοντέλο της ερευνητικής ομάδας για ένα «κοσμολογικό σφάλμα» τροποποιεί και επεκτείνει τους μαθηματικούς τύπους του Αϊνστάιν με τρόπο που επιλύει την ασυνέπεια ορισμένων κοσμολογικών μετρήσεων χωρίς να επηρεάζει τις τρέχουσες επιτυχημένες χρήσεις της γενικής σχετικότητας.
«Σκεφτείτε το ως μια υποσημείωση στη θεωρία του Αϊνστάιν», είπε ο Wen. “Μόλις φτάσετε στο Κοσμικό Βασίλειο, ισχύουν όροι και προϋποθέσεις.”
«Αυτό το νέο μοντέλο μπορεί να είναι μόνο το πρώτο κομμάτι της απόδειξης στο κοσμικό παζλ που αρχίζουμε να ξετυλίγουμε στον χώρο και τον χρόνο», είπε ο Afshordi.
Η μελέτη, με τίτλο «A Universal Gravity Flaw», εμφανίζεται στο Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Αναφορά: «Cosmic Gravity Glitch» των Robin Y. Wen, Lucas T. Herget, Niayesh Afshordi και Douglas Scott, 20 Μαρτίου 2024, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
doi: 10.1088/1475-7516/2024/03/045