A szimulált galaxis felülről látható, ahol a sötét középső régiók megfelelnek a szabványos erőknek és az élénk sárga régiók a módosított erőknek.
(Kép: © Christian Arnold / Baojiu Li / Durham University.)
A tudósok egy csoportja létrehozta az univerzum számítógépes szimulációját annak érdekében, hogy kipróbálhassa Albert Einstein általános relativitáselméletének alternatív elméletét.
Tanulmányuk megállapította, hogy a saját Tejútunkhoz hasonló galaxisok továbbra is kialakulhatnak az univerzumban módosított gravitációs törvényekkel, ami arra utal, hogy a relativitáselmélet nem az egyetlen módja annak, hogy megmagyarázza a gravitáció szerepét az univerzum evolúciójában.
Az angliai Durham University fizikusai elkészítették a számítógépes szimulációkat egy vezető alternatív gravitációs modellel, az úgynevezett "f (R) -gravity" néven "Chameleon Theory" néven, amely megváltoztatja a gravitáció viselkedését a környező környezetnek megfelelően. A szimulációk azt mutatták, hogy a módosított gravitációs modell galaxisok kialakulásához vezethet.
"A módosított gravitációs elméleteket, ideértve a [kaméleon elméletet], a közösség egy ideje tanulmányozta, és sok előrejelzésükről ismertek voltak." - Baojiu Li, a Durhami Egyetem Számítástechnikai Kozmológia Intézetének fizikusa és társszerzője. az új tanulmánynak, mondta a Space.com. "Ugyanakkor a korábbi tanulmányok nagy részét kritikus egyszerűsítéssel hajtották végre - feltételezve, hogy a világegyetem csak sötét anyagot tartalmaz, és nincs világító anyag."
A kozmológiában az egyik megválaszolatlan kérdés az az oka, hogy az univerzum bővül - mondta Li -, és más modellek megpróbálták megválaszolni ezt a kérdést egy sötét energiának nevezett ismeretlen erő bevezetésével. Ez a folyamatos erő az általános relativitáselmélet elméletében tudomásul veszi a világegyetem tágulását, de ezt úgy teszi meg, hogy hatalmas mennyiségű sötét anyagot tartalmaz, amelyet nem lehet megfigyelni, és amely megerősítetlen marad.
A tudósok úgy vélik, hogy az univerzum körülbelül 68% -át sötét energia alkotja, míg a sötét anyag 27% -át; a normál anyag, amely magában foglalja a számunkra látható testeket, mint például a bolygók, csillagok és galaxisok, körülbelül 5% -ot tesz ki.
"Ugyanakkor széles körben fontolóra veszik a kozmológiai állandó alternatíváit, amelyek a gravitációs törvény módosításával magyarázzák a gyorsított tágulást, például az f (R) -gravitációt, figyelembe véve, hogy kevés ismeretek vannak a sötét energiáról" - tette hozzá Li.
A tanulmány azt is megvizsgálta, hogy a módosított gravitáció milyen hatással van a szupermasszív fekete lyukakra, amelyek hőt és anyagot bocsátanak ki, amely ég a csillagok kialakításához szükséges gázon. A fekete lyukak által kibocsátott energia táplálja a galaxisokban található magokat is, és ezért nagy szerepet játszik a galaxisok kialakulásában.
A megállapítások azonban azt sugallják, hogy még ha a különféle gravitációs törvények is csökkentik a fekete lyukak által kibocsátott hőmennyiséget, a galaxisok még mindig létrejönnek az univerzum szimulált modelljében, akárcsak a valódi univerzumban.
"Maga a tanulmány nem mond semmit az általános relativitáselmélet érvényességéről, de rámutat a lehetséges dolgokra, amelyeket meg lehet vizsgálni, amikor megpróbálják megkülönböztetni a Chameleon elméletet az általános relativitástól a jövőbeli adatokkal" - mondta Li.
A kutatók azt tervezik, hogy megfigyeléseiket teszteljék a Square Kilometer Array-en keresztül, egy olyan ausztráliai és dél-afrikai rádióteleszkóp-csoporton keresztül, amelyet 2020-ra terveznek üzembe helyezni.
A tanulmányt a Nature Astronomy július 8-án tették közzé.
- Einstein gravitációs elmélete a mai napig a legkeményebb teszt
- 100 évvel ezelőtt a teljes napfogyatkozás kísérlete megerősítette Einstein relativitáselméletét
- A 'Solar Gravity Lens' az exoplaneket képes éles fókuszba helyezni
