Može li kameleon izgraditi galaksiju? Prema novim računalnim modelima, da.
Ovo nije nadrealistična šala, već implikacija nedavnih simulacija kojima je cilj objasniti unutarnji rad tamne energije, tajanstvene sile koja rastavlja sve u svemiru. Otkrića objavljena 8. srpnja u časopisu Nature Astronomy daju podršku modelu tamne energije poznat pod nazivom Chameleon Theory.
Savjeti tamne energije prvi su put otkriveni krajem 1990-ih, kada su kosmolozi izmjerili svjetlost iz dalekih supernova i shvatili da su zvijezde tamnije nego što se očekivalo, sugerirajući da se tkanina svemirskog vremena ne samo proširuje, već ubrzava u svom širenju. Fizičari su predložili postojanje sile koja je djelovala u suprotnosti s gravitacijom, odgurujući stvari jedne od drugih, umjesto da ih povlače zajedno.
Većina istraživača pristaje na ideju da je tamna energija ono što je poznato kao kosmološka konstanta, vrsta energije koja se nalazi u vakuumu samog prostora, rekao je Baojiu Li, matematički fizičar na sveučilištu Durham u Velikoj Britaniji. "Ovaj jednostavan model djeluje vrlo dobro i praktično je dodatak kozmološkom modelu bez potrebe za izmjenom zakona gravitacije", rekao je.
Problem je u tome što vodeće teorije fizike predviđaju da bi vrijednost energije vakuuma trebala biti za 120 naloga veća od onoga što kozmolozi promatraju iz stvarnih mjerenja tamne energije u svemiru, rekao je Li. Tako su fizičari tražili alternativna objašnjenja, uključujući i Chameleonovu teoriju.
Teorija predlaže novu silu, na četiri već poznate, posredovane česticom koja se zove čestica kameleona, prema objašnjenju u časopisu Sky and Telescope. Sila kameleona djelovala bi poput tamne energije, razdvajajući galaksije u kozmosu. Ali imati neočekivanu petu silu dolazi s vlastitom dilemom - kako to da naši instrumenti nikad nisu vidjeli takvu česticu?
Teorija sugerira da se čestice kameleona, poput njihovih gmazovskih imenjaka, mogu uklopiti u okolinu kako bi izbjegle otkrivanje. Umjesto da mijenjaju boju, te čestice mijenjaju masu. U okruženjima velike gustoće, poput one u blizini Zemlje, oni imaju veliku masu i stoga ih je teško otkriti. Iz tog razloga ne vidimo učinke kameleonskih čestica na naš sunčev sustav, već samo na ekstremno velikim kozmološkim mjerilima, gdje je, prema teoriji, materija rijetka.
Da bi testirali Chameleonovu teoriju, istraživači su pokrenuli snažne računalne simulacije, vrteći virtualnu tamnu tvar - kao još uvijek nepoznatu tvar uvelike nadmašuje vidljivu tvar u svemiru - s četiri poznate sile plus česticama kameleona da bi stvorili nebeske strukture poput našeg Sunčevog sustava , stoji u izjavi.
Ali dosad, ograničenja snage procesiranja značila su da modeli ne mogu uključivati uobičajenu, vidljivu tvar, poput protona i elektrona. Li i njegovi kolege koristili su se superračunalima da bi napokon uključili obične čestice uz sve ostalo i proizveli strukture galaksije.
"Simulacije pokazuju da se realistične galaksije, poput naše vlastite Mliječne staze, mogu formirati usprkos kompliciranom ponašanju gravitacije", rekao je Li.
Tim se nada da će daljnje modeliranje otkriti načine razlikovanja teorije od ostalih hipoteza o tamnoj energiji, dodao je.
Dakle, izazivaju li ove ideje Einsteinovu teoriju opće relativnosti, kao što je općenito objavljeno?
"Izazov je jaka riječ", rekao je za Live Science Jeremy Sakstein, fizičar sa Sveučilišta Pennsylvania u Philadelphiji koji nije bio uključen u rad.
Za testiranje opće relativnosti korisno je imati konkurentne teorije, dodao je, a ovo novo istraživanje predstavlja korak prema predviđanju o tome što bi ove alternative mogle vidjeti na kosmološkoj ljestvici.
