Zkoumání „kosmické nerovnováhy“ v gravitaci

Jsme o krok blíže k pochopení záhad na okraji vesmíru.

Skupina výzkumníků v University of Waterloo University of British Columbia objevila možnou „kosmickou nerovnováhu“ v gravitaci vesmíru, která vysvětluje jeho podivné chování na kosmické úrovni.

Posledních 100 let se fyzici opírali o teorii „obecné relativity“ Alberta Einsteina, aby vysvětlili, jak gravitace funguje v celém vesmíru. Obecná teorie relativity, ověřená nesčetnými testy a pozorováními, ukazuje, že gravitace ovlivňuje nejen tři fyzické dimenze, ale také čtvrtou dimenzi: čas.

„Tento model gravitace byl nezbytný pro všechno od endoskopie.“ velký výbuch Robin Wynn, hlavní autor projektu, čerstvý absolvent matematické fyziky na Waterloo, řekl:

Výzvy v globálním měřítku

„Když se ale snažíme porozumět gravitaci na kosmické úrovni, na úrovni kup galaxií i mimo ni, narážíme na jasné rozpory s předpověďmi obecné teorie relativity. Jako by gravitace samotná úplně přestala odpovídat Einsteinově teorii. Tento rozpor nazýváme ‚kosmologická závada‘.“ „Gravitace je asi o 1% slabší, když se vypořádává se vzdálenostmi miliard světelných let.“

Již více než dvacet let se fyzici a astronomové snaží vytvořit matematický model, který vysvětluje zdánlivé rozpory v teorii obecné relativity. Mnohé z těchto snah byly podniknuty ve Waterloo, které má dlouhou historii špičkového gravitačního výzkumu vyplývajícího z pokračující mezioborové spolupráce mezi aplikovanými matematiky a astrofyziky.

Historický kontext a výzkumné úsilí

„Před téměř stoletím astronomové zjistili, že se náš vesmír rozpíná,“ řekl Niayesh Afshordi, profesor astrofyziky na University of Waterloo a výzkumník z Perimeter Institute.

„Čím dále jsou galaxie, tím rychleji se pohybují až do bodu, kdy se zdá, že se pohybují téměř rychlostí světla, což je maximum, které Einsteinova teorie umožňuje být neadekvátní.“

Úprava Einsteinovy ​​teorie

Nový model „kosmologické závady“ výzkumného týmu upravuje a rozšiřuje Einsteinovy ​​matematické vzorce způsobem, který řeší nekonzistenci některých kosmologických měření, aniž by to ovlivnilo dosavadní úspěšné použití obecné teorie relativity.

„Přemýšlejte o tom jako o poznámce pod čarou k Einsteinově teorii,“ řekl Wen. „Jakmile dosáhnete Kosmické říše, platí podmínky.“

„Tento nový model může být jen prvním důkazem v kosmické hádance, kterou začínáme rozluštit napříč prostorem a časem,“ řekl Afshordi.

Studie s názvem „A Universal Gravity Flaw“ se objevuje v Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Reference: „Cosmic Gravity Glitch“ od Robin Y. Wen, Lucas T. Herget, Niayesh Afshordi a Douglas Scott, 20. března 2024, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
doi: 10.1088/1475-7516/2024/03/045