Kosmisks gravitācijas trūkums | Huepaintco

Kosmisks gravitācijas trūkums

Einšteina gravitācijas teorija ir mūsdienu kosmoloģijas stūrakmens. Tas atkal un atkal ir pārbaudīts un pierādīts, ka tas ir pareizs, un to atbalsta neskaitāmu kosmisko parādību atklāšana: no plkst. gravitācijas lēcas 1919. gadā atklāja Arturs Edingtons un Merkura orbītā novērotās anomālijas, galaktikas sarkanās nobīdes un gravitācijas viļņi. Vispārējā relativitāte — lai piešķirtu Einšteina gravitācijas teorijai tās īsto nosaukumu — tos visus ir precīzi paredzējusi.

Taču astronomiskie novērojumi netālu no “kosmoloģiskā horizonta” — kur visattālākās galaktikas attālinās no mums gandrīz ar gaismas ātrumu — liecina, ka gravitācija lielākos mērogos var darboties citādi. Tagad daži pētnieki ierosina, ka Einšteina gravitācijas teoriju var uzlabot, viņa vienādojumiem pievienojot vienkāršu “zemsvītras piezīmi”, kas ir “kosmiska kļūda” zinātniskajā gravitācijas izpratnē.

Kosmologs Niaješs Afšordi ir vecākais autors jaunam pētniecības darbam, kas publicēts Kosmoloģijas un astrodaļiņu fizikas žurnāls, kuri apraksta šo “kosmiskās kļūdas” modeli kā Einšteina gravitācijas teorijas paplašinājumu. Viņš un viņa kolēģi norāda, ka viņu zemsvītras piezīme ne tikai ņems vērā novērotās liela mēroga neatbilstības, bet arī varētu palīdzēt mazināt citu “spriedzi” astronomijā, kur labāko teoriju prognozes nesakrīt ar astronomiskajiem novērojumiem, tostarp astronomijas izplešanās ātrumu. Visums un galaktiku superkopu pārpilnība.

Kosmiskā kļūmju modelis ir iegūts no teorētiskiem izaicinājumiem Einšteina gravitācijai.

“No novērojumu viedokļa šīs anomālijas datos ir bijušas jau vairāk nekā desmit gadus,” sacīja Afšordi, Kanādas Vaterlo universitātes astrofizikas profesors un Perimetra institūta pētnieks.

Zinātnieki pēdējo desmitgažu laikā ir veikuši desmitiem mēģinājumu modificēt Einšteina gravitāciju, lai labāk atbilstu novērojumiem. Viena no tām ir teorija “masveida gravitācija” ierosināja Klaudija de Remama, Londonas Imperiālās koledžas teorētiskā fiziķe. Vēl viens ir MOND, kas attiecas modificēta Ņūtona dinamika un bija izstrādāta kā alternatīva tumšās vielas teorijām; turklāt ir vēl vairāk agrīna tumšā enerģija teorijas, kas to liecina tumšā enerģija Doma par Visuma paplašināšanos bija daudz spēcīgāka pirmajos 100 000 gados pēc Lielā sprādziena.

Atšķirībā no šīm citām teorijām, kuru pamatā ir datu nekonsekvence, kosmisko traucējumu modelis ir atvasināts no īpašiem fundamentāliem teorētiskiem izaicinājumiem Einšteina gravitācijai, kas ir izstrādāti pēdējās desmitgadēs, saka Afšordi. Šie izaicinājumi ietver Hořava-Lifshitz priekšlikumu — ideju, ka kvantu gravitācija darbojas atšķirīgi pie augstām enerģijām — un Einšteina ētera sistēmu, kas no jauna ievieš dinamisku “ētera” formu, kas. Einšteina mērķis bija likvidēt.

“Tā ir lejupejoša pieeja,” par savu kosmisko kļūdu teoriju saka Afšordi. Tikai pēc tam, kad viņi bija izstrādājuši savu teoriju, lai saskaņotu šos teorētiskos jautājumus, viņi nolēma noskaidrot, vai teorija atbilst novērojumu datiem no Planka kosmiskais teleskopskurš pētīja kosmisko mikroviļņu fonu no 2009. līdz 2013. gadam.

Afšordi saka, ka rezultāti bija ievērojami.

Viņš saka, ka parastā gravitācijas konstantes vērtība Einšteina lauka vienādojumos – vispārējās relativitātes matemātiskajos vienādojumos – var precīzi izskaidrot gandrīz visu, kas ir novērots kosmosā. Taču lauka vienādojumiem, kas saistīti ar novērojumiem, kas veikti pie kosmoloģiskā horizonta, šķiet, ir nepieciešama cita gravitācijas konstantes vērtība.

Saskaņā ar Afšordi kolēģa un līdzautora Robina Vena, nesen Vaterlo universitātes absolventu un tagad Kalifornijas Tehnoloģiju institūta doktorantūras studentu, ietekme ir tāda, ka gravitācija kļūst par aptuveni 1 procentu vājāka attālumos, kas aptver miljardus gaismas gadu.

Pētnieki atklāja, ka viņu kosmisko traucējumu modeļa izmantošana samazina arī divus svarīgus spriedzi astronomijā. Visievērojamākā ir slavenā Habla spriedze: neatbilstība Habla konstantes vērtībām, skaitlim, kas atspoguļo Visuma izplešanās ātrumu. Kosmiskā mikroviļņu fona starojuma novērojumi rada vienu Habla konstantes vērtību, savukārt novērojumi, kas balstīti uz “standarta gaismas” supernovām tālās galaktikās, rada citu vērtību. Kosmiskās kļūdas modelis arī samazina “kopu spriedzes” galveno komponentu, kas mēra negaidīto galaktiku superkopu pārpilnību Visumā.

Tomēr tajā pašā laikā kosmiskā kļūmju modelis pasliktina barionu akustisko svārstību jeb BAO prognožu precizitāti – efektīvi “viļņo” vidējos attālumos starp galaktikām, ko, šķiet, izraisa spiediena viļņi, kas rodas galaktiku veidošanās laikā. agrīnajā Visumā. Taču autori cer, ka BAO neatbilstības var uzlaboties ar labāku modelēšanu un novērojumiem.

Afšordi saka, ka nākamajos gados CMB Stage 4 observatorija un Eiklida kosmiskais teleskops ir plānots savākt jaunus novērojumus par kosmisko viļņu fonu un miljardiem galaktiku 10 miljardu gaismas gadu garumā, taču ar precizitāti, kas ir četras reizes lielāka nekā Afšordi un viņa kolēģi savos aprēķinos.

Ja kosmiskā kļūda pastāv, ar to pietiks, lai to atklātu, viņš saka.

Šis Raksts sākotnēji parādījās Nautilus, zinātnes un kultūras žurnāls zinātkārajiem lasītājiem. Pierakstīties Nautilus biļetens.

Leave a Reply

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