Kosminis gravitacijos trūkumas | Ophthacare

Kosminis gravitacijos trūkumas

Einšteino gravitacijos teorija yra kertinis šiuolaikinės kosmologijos akmuo. Jis ne kartą buvo išbandytas ir įrodytas teisingas, o jį patvirtina daugybė kosminių reiškinių atradimų: nuo gravitaciniai lęšiai 1919 m. atrado Arthuras Eddingtonas ir Merkurijaus orbitoje pastebėtas anomalijas, galaktikos raudonuosius poslinkius ir gravitacinės bangos. Bendrasis reliatyvumas – kad Einšteino gravitacijos teorijai būtų suteiktas tinkamas pavadinimas – juos visus tiksliai numatė.

Tačiau astronominiai stebėjimai netoli „kosmologinio horizonto“, kur tolimiausios galaktikos tolsta nuo mūsų beveik šviesos greičiu, rodo, kad gravitacija gali veikti kitaip didžiausiuose masteliuose. Dabar kai kurie tyrinėtojai teigia, kad Einšteino gravitacijos teoriją galima patobulinti pridedant paprastą „išnašą“ prie jo lygčių, o tai prilygsta „kosminei klaidai“ moksliniam gravitacijos supratimui.

Kosmologas Niayeshas Afshordi yra vyresnysis naujo mokslinio darbo, paskelbto m Kosmologijos ir astrodalelių fizikos žurnalas, kurie šį „kosminės klaidos“ modelį apibūdina kaip Einšteino gravitacijos teorijos išplėtimą. Jis ir jo kolegos teigia, kad jų išnaša ne tik atsižvelgs į pastebėtus didelio masto neatitikimus, bet ir gali padėti sumažinti kitas „įtampas“ astronomijoje, kai geriausių teorijų prognozės nesutampa su astronominiais stebėjimais, įskaitant astronomijos plėtimosi greitį. visata ir galaktikų superspiečių gausa.

Kosminio trikdžių modelis yra kilęs iš teorinių iššūkių Einšteino gravitacijai.

„Stebėjimo požiūriu šios duomenų anomalijos buvo matomos jau daugiau nei dešimtmetį“, – sakė Afshordi, Kanados Vaterlo universiteto astrofizikos profesorius ir Perimetro instituto tyrėjas.

Per pastaruosius kelis dešimtmečius mokslininkai atliko daugybę bandymų pakeisti Einšteino gravitaciją, kad ji geriau atitiktų stebėjimus. Viena iš jų yra teorijadidžiulė gravitacija“, – pasiūlė Londono imperatoriškojo koledžo fizikė Claudia de Rham. Kitas yra MOND, kuris taikomas modifikuota Niutono dinamika ir buvo išvystyta kaip alternatyva tamsiosios medžiagos teorijoms; be to, yra ir daugiau ankstyvoji tamsioji energija teorijos, kurios tai rodo tamsioji energija Manoma, kad visatos plėtimosi veiksnys buvo daug stipresnis per pirmuosius 100 000 metų po Didžiojo sprogimo.

Skirtingai nuo šių kitų teorijų, kurias lemia duomenų nenuoseklumas, kosminių trikdžių modelis yra kilęs iš konkrečių pagrindinių teorinių iššūkių Einšteino gravitacijai, kurie buvo sukurti per pastaruosius dešimtmečius, sako Afshordi. Šie iššūkiai apima Hořava-Lifshitz pasiūlymą – idėją, kad kvantinė gravitacija skirtingai veikia esant didelei energijai – ir Einšteino eterio sistemą, kuri vėl įveda dinaminę „eterio“ formą, kuri Einšteinas siekė pašalinti.

„Tai metodas iš viršaus į apačią“, – sako Afshordi apie jų kosminių klaidų teoriją. Tik po to, kai jie sukūrė savo teoriją šiems teoriniams klausimams suderinti, jie nusprendė išsiaiškinti, ar teorija atitinka stebėjimo duomenis. Plancko kosminis teleskopaskurie tyrė kosminį mikrobangų foną 2009–2013 m.

Afshordi sako, kad rezultatai buvo puikūs.

Įprasta gravitacinės konstantos vertė Einšteino lauko lygtyse – pagrindinėse bendrosios reliatyvumo teorijos matematinėse lygtyse – gali tiksliai paaiškinti beveik viską, kas buvo pastebėta kosmose, sako jis. Tačiau lauko lygtims, susijusioms su stebėjimais, atliktais kosmologiniame horizonte, atrodo, kad reikia kitokios gravitacinės konstantos vertės.

Pasak Afshordi kolegos ir bendraautorio Robino Weno, neseniai baigusio Vaterlo universitetą, o dabar Kalifornijos technologijos instituto doktorantūros studentą, dėl to gravitacija susilpnėja maždaug 1 procentu per atstumus, apimančius milijardus šviesmečių.

Tyrėjai nustatė, kad jų kosminių trikdžių modelio taikymas taip pat sumažina dvi svarbias astronomijos įtampas. Labiausiai pastebima garsioji Hablo įtampa: Hablo konstantos verčių neatitikimas, skaičius, rodantis visatos plėtimosi greitį. Kosminės mikrobangų foninės spinduliuotės stebėjimai sukuria vieną Hablo konstantos reikšmę, o stebėjimai, pagrįsti „standartinėmis šviesos“ supernovomis tolimose galaktikose, sukuria kitą vertę. Kosminės klaidos modelis taip pat sumažina pagrindinį „spiečiaus įtampos“ komponentą, kuris matuoja netikėtą galaktikų superspiečių gausą visatoje.

Tačiau tuo pat metu kosminių trikdžių modelis pablogina barioninių akustinių virpesių arba BAO prognozių tikslumą – efektyviai „raibuliuoja“ vidutiniuose atstumuose tarp galaktikų, kuriuos, atrodo, sukelia slėgio bangos, susidarančios formuojant galaktikus. ankstyvojoje visatoje. Tačiau autoriai tikisi, kad BAO neatitikimai gali pagerėti geriau modeliuojant ir stebint.

Afshordi sako, kad per ateinančius kelerius metus CMB 4 etapo observatorija ir Euklido kosminis teleskopas planuojama surinkti naujus kosminių bangų fono ir milijardų galaktikų stebėjimus per 10 milijardų šviesmečių, tačiau keturis kartus didesniu tikslumu nei tie, kuriuos naudojo Afshordi ir jo kolegos savo skaičiavimuose.

Jei kosminė klaida yra, to pakaks jai atskleisti, sako jis.

Tai Straipsnis iš pradžių pasirodė Nautilus, mokslo ir kultūros žurnalas smalsiems skaitytojams. Registruotis Nautilus naujienlaiškis.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *