Trenutne teorije morda ne opisujejo našega Vesolja zelo natančno. Kreditna slika: Bruseljski muzej likovnih umetnosti in Inštitut za vesoljski teleskop. Kliknite za povečavo
Kitajski astronom z univerze St Andrews je natančno prilagodil Einsteinovo revolucionarno teorijo gravitacije in ustvaril 'preprosto' teorijo, ki bi lahko rešila temno skrivnost, ki je tri četrt stoletja osupnila astrofizike.
Nov zakon o gravitaciji, ki sta ga razvila dr. Hong Sheng Zhao in njegov belgijski sodelavec dr. Benoit Famaey z svobodne univerze v Bruslju (ULB), želi dokazati, ali je bila Einsteinova teorija v resnici pravilna in ali astronomska skrivnost Temne matere dejansko obstaja. Njihova raziskava je bila objavljena 10. februarja v ameriškem Astrophysical Journal Letters. Njihova formula kaže, da gravitacija z razdaljo pada manj močno kot v Einsteinu in se iz sončnih sistemov v galaksije in vesolje subtilno spreminja.
Teorije fizike gravitacije je prvi razvil Isaac Newton leta 1687, izpopolnil pa jih je splošna teorija relativnosti Alberta Einsteina leta 1905, da je omogočil upogibanje svetlobe. Čeprav gre za najstarejšo znano silo, je gravitacija še vedno skrivnost s teorijami, ki jih astronomska opazovanja v vesolju še vedno niso potrdila.
"Problem" z zlatimi zakoni Newtona in Einsteina je, čeprav na zemlji delujejo zelo dobro, vendar gibanja zvezd v galaksijah in upogibanja svetlobe ne razložijo natančno. V galaksijah se zvezde hitro vrtijo okoli osrednje točke, ki jo v orbiti drži gravitacijsko privlačenje snovi v galaksiji. Vendar so astronomi ugotovili, da se premikajo prehitro, da bi jih obdržala njihova medsebojna gravitacija - zato ne bi smeli dovolj gravitacije, da bi se galaksije držale skupaj, namesto tega bi morale zvezde vreči v vse smeri!
Rešitev tega, ki ga je leta 1933 predlagal Fritz Zwicky, je bila, da je bilo v galaksijah neviden material, ki je dovolj gravitacijski, da so galaksije združile. Ker ta material ne oddaja nobene svetlobe, ga astronomi ne imenujejo "Temna zadeva". V vesolju naj bi predstavljali do 90% snovi. Vendar vsi znanstveniki ne sprejemajo teorije temne materije. Konkurenčno rešitev je predlagal Moti Milgrom leta 1983, podprl pa jo Jacob Bekenstein leta 2004. Namesto obstoja nevidnega materiala je Milgrom predlagal, da astronomi razumejo težo napačno. Predlagal je, da je povečanje gravitacije navadne snovi vzrok za to pospeševanje.
Milgromovo teorijo so že od takrat razvijali številni astronomi, dr. Zhao in dr. Famaey pa sta predlagala novo formulacijo njegovega dela, ki premaga številne težave, s katerimi so se spopadale prejšnje različice.
Ustvarili so formulo, ki omogoča, da se gravitacija neprestano spreminja na različnih lestvicah razdalj in, kar je najpomembneje, ustreza podatkom za opazovanje galaksij. Enako dobro se prilegati podatkom o galaksiji v rivalski paradigmi Dark Matter bi bilo prav tako zahtevno kot uravnavanje žoge na igli, kar je motiviralo oba astronoma, da sta pogledala alternativno gravitacijsko idejo.
Legenda pravi, da je Newton začel razmišljati o gravitaciji, ko je na glavo padlo jabolko, toda po besedah dr. Zhaoja: "Ni očitno, kako bi jabolko padlo v galaksiji. Teorija g. Newtona ne bi bila večja, marmelada bi odletela z Mlečne poti. Prizadevanja, da bi jabolko obnovili na lepi orbiti okoli galaksije, so skozi leta privedla do dveh šol misli: Temna snov proti ne-newtonski gravitaciji. Delci temne materije naravno prihajajo iz fizike, z lepimi simetrijami in lepo razlagajo kozmologijo; ponavadi so povsod. Prava skrivnost je, kako jih odstraniti stran od kotičkov vesolja. Tudi Dark Matter pride skupaj s temno energijo. Bilo bi lepše, če bi na vse te skrivnosti obstajal enostaven odgovor. "
Dr Zhao, napredni štipendist PPARC na Univerzi St Andrews, School of Physics and Astronomy in član škotske univerze Physics Alliance (SUPA), je nadaljeval: "Vedno obstaja velika možnost, da bi astronomi lahko napisali zakon o gravitaciji. Ustvarili smo novo formulo gravitacije, ki ji rečemo 'preprosta formula' in ki je pravzaprav izpopolnitev Milgromovih in Bekensteinovih. Doslej je skladen s podatki o galaksiji in če bi njegove napovedi še dodatno preverjali za sončni sistem in kozmologijo, bi lahko razrešil skrivnost Temne materije. Morda bomo lahko odgovorili na pogosta vprašanja, na primer, ali je Einsteinova teorija gravitacije prava in ali tako imenovana Temna zadeva dejansko obstaja. "
„Teorija gravitacije, ki ni Newtonova, je zdaj v celoti določena na vseh lestvicah z gladko kontinuirano funkcijo. Kolegi znanstveniki so pripravljeni ponarediti. Čas je, da še naprej odkrijemo nova polja, predvidena v naši formuli, medtem ko nadaljujemo z iskanjem delcev Dark Matter. "
Nova formula bo aprila predstavljena na mednarodni delavnici v Edinburgh's Royal Observatory, ki bo dobila priložnost za preizkus in razpravo o prenovljeni teoriji. Dr Zhao in dr. Famaey bosta svojo novo formulo predstavila publiki strokovnjakov za temno snov in gravitacije iz desetih različnih držav.
Dr Famaey je komentiral: "Možno je, da niti spremenjena teorija gravitacije niti teorija temne materije, kot sta oblikovana danes, ne bosta rešila vseh problemov galaktične dinamike ali kozmologije. Resnica se načeloma lahko nahaja vmes, vendar je zelo verjetno, da nam manjka nekaj temeljnega o gravitaciji in da bo potreben radikalno nov teoretični pristop za rešitev vseh teh težav. Kljub temu je naša formula tako privlačno preprosta, da jo skušamo videti kot del še neznane temeljne teorije. Zdi se, da so vsi podatki o galaksiji razlagani brez truda. "
Izvirni vir: PPARC News Release
