Simulirana galaksija vizualizirana je odozgo, s tamnim središnjim područjima koja odgovaraju standardnim silama, a svijetlo žutim regijama koje odgovaraju modificiranim silama.
(Slika: © Christian Arnold / Sveučilište Baojiu Li / Durham.)
Skupina znanstvenika stvorila je računalnu simulaciju svemira kako bi testirala alternativnu teoriju Alberta Einsteinove teorije opće relativnosti.
Njihova je studija utvrdila da se galaksije slične našem vlastitom Mliječnom putu još uvijek mogu formirati u svemiru s modificiranim zakonima gravitacije, sugerirajući da teorija relativnosti nije jedini način objašnjavanja uloge gravitacije u evoluciji svemira.
Fizičari sa sveučilišta Durham u Engleskoj stvorili su računalne simulacije koristeći vodeći alternativni model gravitacije nazvan "f (R) -gravitacija", također poznat kao "teorija kameleona", koji mijenja ponašanje gravitacije prema okolnom okruženju. Simulacije su pokazale da modificirani gravitacijski model još uvijek može dovesti do stvaranja galaksije.
"Modificirane teorije gravitacije, uključujući [theme Chameleon Theory], zajednica je neko vrijeme proučavala i mnoge su njihove prognoze bile poznate", Baojiu Li, fizičar s Instituta za računalnu kozmologiju na Sveučilištu Durham i koautor nove studije, rekao je za Space.com. "Međutim, većina prethodnih studija provedena je s kritičkim pojednostavljenjem - pretpostavkom da svemir sadrži samo tamnu tvar, a ne svjetlosnu tvar."
Jedno od neodgovorenih pitanja u kozmologiji razlog je zašto se svemir širi, rekao je Li, a drugi su modeli pokušali odgovoriti na to pitanje uvodeći nepoznatu silu zvanu tamna energija. Ta konstantna sila u teoriji opće relativnosti može objasniti širenje svemira, ali to uključuje uključivanjem ogromne količine tamne materije koja se ne može promatrati i ostaje nepotvrđena.
Znanstvenici vjeruju da oko 68% svemira sačinjava tamna energija, dok tamna tvar čini 27%; normalna tvar, koja uključuje tijela koja su nam vidljiva, poput planeta, zvijezda i galaksija, čini oko 5%.
"Međutim, alternative kozmološkoj konstanti, koje objašnjavaju ubrzano širenje izmjenom zakona gravitacije, poput f (R) -gravitacije, također se široko razmatraju s obzirom na to koliko se malo zna o tamnoj energiji", dodao je Li.
Studija je također istraživala utjecaj modificirane gravitacije na supermasivne crne rupe, koje izbacuju toplinu i materijal koji izgara gorivo plina potrebnog za stvaranje zvijezda. Energija koja se emitira iz crnih rupa također hrani jezgre koje se nalaze u galaksijama, pa stoga igra glavnu ulogu u formiranju galaksija.
Međutim, nalazi sugeriraju da, čak i ako različiti zakoni gravitacije smanjuju količinu topline koju izbacuju crne rupe, galaksije se još uvijek formiraju u simuliranom modelu svemira baš kao što to čine u stvarnom svemiru.
"Sama studija ne govori o valjanosti opće relativnosti, ali ukazuje na moguće stvari koje bi se mogli sagledati kada bi se pokušalo razlikovati Kameleonova teorija od opće relativnosti s budućim podacima", rekao je Li.
Istraživači planiraju testirati svoja promatranja putem Square Kilometer Array-a, skupine radioteleskopa smještenih u Australiji i Južnoj Africi, a trebali bi biti spremni i pokrenuti do sredine 2020. godine.
Studija je objavljena u časopisu Nature Astronomy 8. srpnja.
- Einsteinova teorija gravitacije prošla je najteži test do danas
- Prije 100 godina, eksperiment totalnog pomračenja Sunca potvrdio je Einsteinovu teoriju relativnosti
- Solarna gravitacijska sočiva mogla bi egzoplanete dovesti u oštri fokus
