A jelenlegi elméletek talán nem pontosan írják le az univerzumunkat. Kép jóváírása: Brüsszel Szépművészeti Múzeum és Űrtávcső Intézet. kattints a kinagyításhoz
Egy kínai csillagász a St Andrews-i egyetemen finomította az Einstein úttörő gravitációs elméletét, létrehozva egy „egyszerű” elméletet, amely megoldhat egy sötét rejtélyt, amely század háromnegyedétől zavartak az asztrofizikusoktól.
Dr Hong Sheng Zhao és belga munkatársa, Dr. Benoit Famaey, a Brüsszel Szabad Egyetem (ULB) által kidolgozott új gravitációs törvény célja annak bizonyítása, hogy Einstein elmélete valóban helytálló-e, és hogy létezik-e a Sötét Anyag csillagászati rejtélye. Kutatásaikat február 10-én tették közzé az amerikai székhelyű Astrophysical Journal Letters-ben. A képletük szerint a gravitáció a távolsággal kevésbé hirtelen csökken, mint Einstein esetében, és finoman átváltozik a Naprendszerektől a galaxisokig és az univerzumig.
A gravitáció fizikájának elméleteit először Isaac Newton fejlesztette ki 1687-ben, majd Albert Einstein relativitáselméletének általános elmélete 1905-ben finomította, hogy lehetővé tegye a könnyű hajlítást. Noha ez a legkorábban ismert erő, a gravitáció továbbra is rejtély az elméletekkel szemben, amelyeket az űrben végrehajtott csillagászati megfigyelések még nem erősítenek meg.
Newton és Einstein aranyszabályainak „problémája” az, hogy miközben nagyon jól működnek a földön, nem magyarázzák pontosan a csillagok galaxisokban történő mozgását és a fény hajlítását. A galaxisokban a csillagok egy központi pont körül gyorsan forognak, és az anyagnak a galaxisban az anyag gravitációs vonzása által tartott pályáján tartja őket. A csillagászok azonban úgy találták, hogy túl gyorsan mozognak ahhoz, hogy kölcsönös gravitációjuk megtartsa őket - tehát nem elég a gravitáció ahhoz, hogy a galaxisokat együtt tartsák, a csillagokat pedig minden irányba el kell dobni!
Ennek a megoldásnak, amelyet Fritz Zwicky 1933-ban javasolt, az volt, hogy láthatatlan anyag volt a galaxisokban, amely elegendő gravitációt adott a galaxisok összetartásához. Mivel ez az anyag nem bocsát ki fényt, a csillagászok „sötét anyagnak” hívják. Úgy gondolják, hogy az univerzum anyagának akár 90% -át teszi ki. Ugyanakkor nem minden tudós fogadja el a sötét anyag elméletét. A rivális megoldást Moti Milgrom javasolta 1983-ban, Jacob Bekenstein pedig 2004-ben támogatta. Láthatatlan anyag létezése helyett Milgrom azt javasolta, hogy a csillagászok tévesen értelmezzék a gravitációt. Javasolta, hogy a közönséges anyag súlyának növekedése okozzák ezt a gyorsulást.
Milgrom elméletét számos csillagász dolgozta ki, azóta Dr. Zhao és Dr Famaey munkájának új megfogalmazását javasolta, amely leküzdi a korábbi verziók sok problémáját.
Kialakítottak egy olyan képletet, amely lehetővé teszi a gravitáció folyamatos változását különböző távolsági skálán, és ami a legfontosabb, hogy illeszkedik az adatokhoz a galaxisok megfigyeléséhez. A galaxis adatainak ugyanolyan jól illeszkedése a rivális Dark Matter paradigmába ugyanolyan kihívást jelentene, mint a golyó egy tűn történő kiegyensúlyozása, ami arra késztette a két csillagászot, hogy fontolja meg egy alternatív gravitációs ötletet.
A legenda szerint Newton elkezdett gondolkodni a gravitációról, amikor egy alma a fejére esett, de Dr. Zhao szerint: „Nem egyértelmű, hogy egy alma esne egy galaxisban. Newton úr elmélete nagymértékben elmaradna - alma repülne ki a Tejútból. A galaxis körüli szép pályán az alma helyreállítására tett erőfeszítések az évek során két gondolatmenethez vezettek: Sötét Anyag versus nem Newtoni gravitációhoz. A sötét anyag részecskék természetesen a fizikából származnak, gyönyörű szimmetriával és szépen magyarázzák a kozmológiát; általában mindenhol vannak. Az igazi rejtély az, hogyan lehet őket távol tartani az univerzum néhány sarkától. A Sötét Anya együtt jár a Sötét Energiával is. Sokkal szebb lenne, ha mindezen rejtélyekre egy egyszerű válasz lenne. ”
Dr. Zhao, a Szent Andrews Egyetem Fizikai és Csillagászati Intézetének PPARC haladó munkatársa, valamint a Skót Egyetemek Fizikai Szövetségének (SUPA) tagja folytatta: „Mindig volt esélyünk arra, hogy a csillagászok átírják a gravitációs törvényt. Készítettünk egy új, a gravitációra szolgáló formulát, amelyet „egyszerű formula” -nak nevezünk, és amely valójában Milgrom és Bekenstein finomítása. Összhangban áll a galaxis adataival, és ha előrejelzéseit tovább ellenőrzik a Naprendszer és a kozmológia szempontjából, meg tudná oldani a Sötét Anyag rejtélyét. Lehetséges, hogy válaszolunk olyan általános kérdésekre, mint például az, hogy Einstein gravitációs elmélete helyes-e, és hogy létezik-e az úgynevezett sötét anyag ”.
„A nem newtoni gravitációs elméletet most minden skálán egy teljesen folyamatos függvény határozza meg. Készen áll arra, hogy a tudósok hamisítsák meg. Ideje nyitottan gondolkodni a képletünkben előre jelzett új mezőkkel kapcsolatban, miközben folytatjuk a sötét anyag részecskék kutatását. ”
Az új képletet áprilisban bemutatják egy Edinburgh-i Királyi Obszervatóriumban tartott nemzetközi műhelynek, amely lehetőséget kap az átdolgozott elmélet kipróbálására és megvitatására. Dr Zhao és Dr Famaey bemutatják új receptüket a Dark Matter közönségének és a tíz különböző ország gravitációs szakértőinek.
Dr. Famaey kommentálta: „Lehetséges, hogy sem a módosított gravitációs elmélet, sem a sötét anyag elmélete, ahogyan ma megfogalmazzák, nem oldja meg a galaktikus dinamika vagy a kozmológia összes problémáját. Az igazság elvileg köztük rejlik, de nagyon valószínű, hogy hiányzik valami alapvető fontosságú a gravitáció terén, és radikálisan új elméleti megközelítésre lesz szükség ezeknek a problémáknak a megoldásához. Ennek ellenére a képletünk annyira vonzó, hogy kísértésnek tekinti azt egy még ismeretlen alapvető elmélet részeként. Úgy tűnik, hogy az összes galaxis adatot könnyedén magyarázzák.
Eredeti forrás: PPARC sajtóközlemény
