Teoriile actuale pot să nu descrie Universul nostru foarte precis. Credit imagine: Muzeul de Arte Plastice din Bruxelles și Institutul Telescopului Spațial. Faceți clic pentru a mări
Un astronom chinez de la Universitatea din St Andrews a perfecționat teoria Einstein de la gravitate, creând o teorie „simplă”, care ar putea rezolva un mister întunecat care i-a declanșat pe astrofizicieni timp de trei sferturi de secol.
O nouă lege a gravitației, dezvoltată de dr. Hong Sheng Zhao și colaboratorul său belgian Dr. Benoit Famaey de la Universitatea Liberă din Bruxelles (ULB), își propune să demonstreze dacă teoria lui Einstein era de fapt corectă și dacă misterul astronomic al materiei întunecate există de fapt. Cercetările lor au fost publicate pe 10 februarie în Astrophysical Journal Letters, cu sediul în SUA. Formula lor sugerează că gravitația scade mai puțin brusc cu distanța ca în Einstein și se schimbă subtil de la sistemele solare la galaxii și la univers.
Teoriile fizicii gravitației au fost dezvoltate pentru prima dată de Isaac Newton în 1687 și perfecționate de teoria generală a relativității lui Albert Einstein în 1905 pentru a permite îndoirea ușoară. Deși este prima forță cunoscută, gravitatea este încă un mister cu teorii încă neconfirmate de observațiile astronomice din spațiu.
„Problema” legilor de aur ale lui Newton și Einstein este că, în timp ce funcționează foarte bine pe pământ, nu explică mișcarea stelelor în galaxii și îndoirea luminii cu exactitate. În galaxii, stelele se rotesc rapid în jurul unui punct central, ținut pe orbită de atracția gravitațională a materiei din galaxie. Cu toate acestea, astronomii au descoperit că se mișcau prea repede pentru a fi ținuți de gravitația lor reciprocă - așa că nu este suficientă gravitația pentru a ține galaxiile la un loc, în schimb stelele ar trebui să fie aruncate în toate direcțiile!
Soluția la acest lucru, propusă de Fritz Zwicky în 1933, a fost aceea că în galaxii existau materiale nevăzute, care constituiau suficientă gravitație pentru a ține galaxiile împreună. Întrucât acest material nu emite niciun fel de astronomi ușori îl numesc „Materie întunecată”. Se crede că reprezintă până la 90% din materie în Univers. Cu toate acestea, nu toți oamenii de știință acceptă teoria materiei întunecate. O soluție rivală a fost propusă de Moti Milgrom în 1983 și susținută de Jacob Bekenstein în 2004. În loc de existența materialelor nevăzute, Milgrom a propus ca înțelegerea astronomilor despre gravitate să fie incorectă. El a propus că o accelerare a gravității materiei obișnuite este cauza acestei accelerații.
Teoria lui Milgrom a fost elaborată de mai mulți astronomi de atunci, iar dr. Zhao și dr. Famaey au propus o nouă formulare a lucrării sale care depășește multe dintre problemele cu care s-au confruntat versiunile anterioare.
Au creat o formulă care permite gravitației să se schimbe continuu pe diverse scale de distanță și, cel mai important, se potrivește datelor pentru observațiile galaxiilor. A se încadra la fel de bine datele galaxiei în paradigma rivală a materiei întunecate ar fi la fel de provocator ca echilibrarea unei mingi pe un ac, ceea ce i-a motivat pe cei doi astronomi să privească o idee alternativă de gravitație.
Legenda spune că Newton a început să se gândească la gravitație atunci când un măr i-a căzut pe cap, dar, potrivit doctorului Zhao, „Nu este evident cum un măr ar cădea într-o galaxie. Teoria domnului Newton s-ar opri cu o marjă mare - mărul său ar zbura de pe Calea Lactee. Eforturile de a restabili mărul pe o orbită drăguță din jurul galaxiei au dus de-a lungul anilor la două școli de gânduri: Materia întunecată versus gravitația non-newtoniană. Particulele de materie întunecată provin în mod natural din fizică, cu simetrii frumoase și explică frumos cosmologia; tind să fie peste tot. Adevăratul mister este cum să-i ținem departe de unele colțuri ale universului. De asemenea, Dark Matter vine mână în mână cu Dark Energy. Ar fi mai frumos dacă ar exista un singur răspuns la toate aceste mistere ”.
Dr. Zhao, un Fellow Advanced PPARC la Universitatea din St Andrews, Școala de Fizică și Astronomie și membru al Alianței Scoțice de Fizică al Universităților (SUPA), a continuat „Există întotdeauna o șansă echitabilă ca astronomii să rescrie legea gravitației. Am creat o nouă formulă pentru gravitație, pe care o numim „formula simplă” și care este de fapt un rafinament al lui Milgrom și al lui Bekenstein. Este în concordanță cu datele despre galaxie de până acum și dacă predicțiile sale sunt verificate în continuare pentru sistemul solar și cosmologia, ar putea rezolva misterul Materiei Întunecate. S-ar putea să putem răspunde la întrebări comune, cum ar fi dacă teoria gravitației lui Einstein este corectă și dacă există așa-numita materie întunecată ”.
„O teorie a gravitației non-newtoniene este acum complet specificată pe toate scările printr-o funcție continuă lină. Este gata pentru falsii colegi de știință. Este timpul să ne menținem mintea deschisă pentru noile câmpuri prevăzute în formula noastră în timp ce continuăm căutarea particulelor de materie întunecată. ”
Noua formulă va fi prezentată unui atelier internațional la Observatorul Regal din Edinburgh, în aprilie, căruia i se va oferi posibilitatea de a testa și dezbate teoria reelaborată. Dr Zhao și Dr. Famaey își vor demonstra noua formulă unei audiențe de experți în materie întunecată și experți în gravitație din zece țări diferite.
Dr Famaey a comentat „Este posibil ca nici teoria modificată a gravitației și nici teoria materiei întunecate, așa cum sunt formulate astăzi, să nu rezolve toate problemele dinamicii sau cosmologiei galactice. În principiu, adevărul ar putea fi între ele, dar este foarte plauzibil că ne lipsește ceva fundamental în ceea ce privește gravitația și că va fi necesară o abordare teoretică radical nouă pentru a rezolva toate aceste probleme. Cu toate acestea, formula noastră este atât de atrăgător de simplă încât este tentant să o vedem ca făcând parte dintr-o teorie fundamentală încă necunoscută. Toate datele despre galaxie par a fi explicate fără efort ”.
Sursa originală: Comunicat de presă PPARC
