Simulirana galaksija je prikazana od zgoraj, temna osrednja območja pa ustrezajo standardnim silam, svetlo rumena območja pa ustrezajo spremenjenim silam.
(Slika: © Christian Arnold / Univerza Baojiu Li / Durham.)
Skupina znanstvenikov je ustvarila računalniško simulacijo vesolja, da bi preizkusila alternativno teorijo splošne relativnosti Alberta Einsteina.
Njihova študija je pokazala, da se lahko galaksije, podobne naši lastni Mlečni poti, še vedno tvorijo v vesolju s spremenjenimi zakoni gravitacije, kar kaže, da teorija relativnosti ni edini način, da bi razložili vlogo gravitacije v evoluciji vesolja.
Fiziki z univerze Durham v Angliji so ustvarili računalniške simulacije z uporabo vodilnega alternativnega modela gravitacije, imenovanega "f (R) -gravitacija", znanega tudi kot "Chameleon Theory", ki spreminja gravitacijsko vedenje glede na okoliško okolje. Simulacije so pokazale, da lahko spremenjeni gravitacijski model še vedno privede do nastanka galaksije.
"Skupnost je že nekaj časa preučevala spremenjene teorije gravitacije, vključno s [kamelonovo teorijo], in veliko njihovih napovedi je bilo znanih," je Baojiu Li, fizik na Inštitutu za računalniško kozmologijo na univerzi Durham in soavtor nove študije za Space.com. "Vendar je bila večina teh prejšnjih raziskav izvedena s kritično poenostavitvijo - predpostavko, da vesolje vsebuje samo temno snov in ne svetilne snovi."
Eno od neodgovorjenih vprašanj v kozmologiji je razlog, da se vesolje širi, je dejal Li in drugi modeli so poskušali odgovoriti na to vprašanje z uvedbo neznane sile, imenovane temna energija. Ta stalna sila v teoriji splošne relativnosti lahko povzroči širitev vesolja, vendar to stori z vključitvijo velike količine temne snovi, ki je ni mogoče opazovati in ostaja nepotrjena.
Znanstveniki verjamejo, da okoli 68% vesolja sestavlja temna energija, medtem ko temna snov predstavlja 27%; normalna snov, ki vključuje vidna telesa, kot so planeti, zvezde in galaksije, predstavlja približno 5%.
"Vendar pa se na široko upoštevajo tudi možnosti kozmološke konstante, ki pojasnjujejo pospešeno širitev s spreminjanjem zakona gravitacije, kot je f (R)-gravitacija, glede na to, kako malo se ve o temni energiji," je dodal Li.
Študija je preučila tudi vpliv spremenjene gravitacije na supermasivne črne luknje, ki odvajajo toploto in material, ki gori iz plina, potrebnega za tvorbo zvezd. Energija, ki jo oddajajo črne luknje, napaja tudi jedra, ki jih najdemo v galaksijah, zato igra pomembno vlogo pri nastajanju galaksij.
Vendar pa ugotovitve kažejo, da se celo z različnimi gravitacijskimi zakoni, ki zmanjšujejo količino toplote, ki jo oddajajo črne luknje, v simuliranem modelu vesolja še vedno tvorijo galaksije, tako kot v dejanskem vesolju.
"Študija sama po sebi ne pove nič o veljavnosti splošne relativnosti, vendar opozarja na možne stvari, ki bi jih bilo mogoče pogledati, ko bi poskušali razlikovati Kameleonovo teorijo od splošne relativnosti s prihodnjimi podatki," je dejal Li.
Raziskovalci načrtujejo preizkušanje svojih opazovanj s pomočjo Square Kilometer Array, skupine radijskih teleskopov, ki se nahajajo v Avstraliji in Južni Afriki, ki naj bi bili pripravljeni do konca leta 2020.
Študija je bila objavljena v reviji Nature Astronomy 8. julija.
- Einsteinova teorija gravitacije je bila doslej najtežja preizkušnja
- Pred 100 leti je eksperiment totalnega sončnega mrka potrdil Einsteinovo teorijo relativnosti
- 'Solar Gravity Lens' bi lahko pripeljal eksoplanete v oster fokus
