Galaxia simulată s-a vizualizat de sus, cu regiunile centrale întunecate corespunzătoare forțelor standard și regiunile galben strălucitoare corespunzătoare forțelor modificate.
(Imagine: © Christian Arnold / Baojiu Li / Universitatea Durham.)
Un grup de oameni de știință a creat o simulare computerizată a universului pentru a testa o teorie alternativă teoriei relativității generale a lui Albert Einstein.
Studiul lor a descoperit că galaxiile similare cu calea noastră lactuală proprie se pot forma încă în univers cu legi modificate ale gravitației, sugerând că teoria relativității nu este singura modalitate de a explica rolul gravitației în evoluția universului.
Fizicienii de la Universitatea Durham din Anglia au creat simulări computerizate folosind un model alternativ de vârf pentru gravitație numit „f (R) -gravitate”, cunoscut și sub denumirea de „Teoria cameleonilor”, care modifică comportamentul gravitației în funcție de mediul înconjurător. Simulările au arătat că modelul gravitațional modificat ar putea duce la formarea galaxiei.
"Teoriile gravitației modificate, inclusiv [teoria] Chameleon, au fost studiate de comunitate de ceva vreme și multe dintre predicțiile lor erau cunoscute", a spus Baojiu Li, fizician la Institutul de Cosmologie Computațională din Universitatea Durham și coautor a noului studiu, a declarat pentru Space.com. „Cu toate acestea, majoritatea acestor studii anterioare au fost realizate cu o simplificare critică - presupunerea că universul conține doar materie întunecată și fără materie luminoasă.”
Una dintre întrebările fără răspuns în cosmologie este motivul pentru care universul se extinde, a spus Li, iar alte modele au încercat să răspundă la această întrebare introducând o forță necunoscută numită energie întunecată. Această forță constantă în teoria relativității generale poate contabiliza expansiunea universului, dar o face prin includerea unei cantități vaste de materie întunecată care nu poate fi observată și rămâne neconfirmată.
Oamenii de știință cred că în jur de 68% din univers este format din energie întunecată, în timp ce materia întunecată constituie 27%; materia normală, care include corpuri care ne sunt vizibile, cum ar fi planetele, stelele și galaxiile, constituie aproximativ 5%.
„Cu toate acestea, alternativele la o constantă cosmologică, care explică expansiunea accelerată prin modificarea legii gravitației, cum ar fi gravitatea f (R), sunt de asemenea considerate pe larg, având în vedere cât de puține se știe despre energia întunecată”, a adăugat Li.
De asemenea, studiul a analizat efectul gravitației modificate asupra găurilor negre super-masive, care arunca căldura și materialul care arde departe de gazul necesar formării stelelor. Energia emisă din găurile negre alimentează și nucleele găsite în galaxii și, prin urmare, joacă un rol major în formarea galaxiilor.
Cu toate acestea, concluziile sugerează că, chiar și cu diferite legi ale gravitației care scad cantitatea de căldură ejectată de găurile negre, galaxiile încă se formează în modelul simulat al universului la fel ca în universul propriu.
„Studiul în sine nu spune nimic despre validitatea relativității generale, dar indică posibile lucruri pe care le-ar putea privi atunci când încearcă să distingă teoria cameleonilor de relativitatea generală cu datele viitoare”, a spus Li.
Cercetătorii intenționează să își testeze observațiile prin Square Kilometer Array, un grup de radiotelescoape localizate în Australia și Africa de Sud, care sunt programate să funcționeze până la jumătatea anului 2020.
Studiul a fost publicat în Nature Astronomy pe 8 iulie.
- Teoria gravitației lui Einstein trece cel mai dur test până în prezent
- 100 de ani în urmă, un experiment total de eclipse solare a confirmat teoria relativității a lui Einstein
- „Obiectivele gravitației solare” ar putea aduce exoplanetele în centrul atenției
