Kosmiczne zakłócenia w grawitacji – nowy model może wyjaśniać jej dziwne zachowania w skali kosmicznej

Zespół naukowców z University of Waterloo i University of British Columbia odkryła potencjalne „kosmiczne zakłócenia” w grawitacji Wszechświata, które mogą wyjaśnić jej dziwne zachowanie w skali kosmicznej.

Przez ostatnie 100 lat fizycy polegali na „ogólnej teorii względności” Alberta Einsteina, aby wyjaśnić, jak działa grawitacja w obserwowalnym Wszechświecie. Została ona potwierdzona przez niezliczone testy i obserwacje, sugeruje ona zdaniem naukowców, że grawitacja wpływa nie tylko na trzy wymiary fizyczne, ale także na czwarty – czas.

„Ten model grawitacji był niezbędny dla wszystkiego co okryliśmy w kosmosie, od teoretyzowania Wielkiego Wybuchu po fotografowanie czarnych dziur” – mówi Robin Wen z University of Waterloo, główny autor badania.

„Ale kiedy próbujemy zrozumieć grawitację w skali kosmicznej, w skali gromad galaktyk i poza nią, napotykamy na oczywiste niespójności z przewidywaniami ogólnej teorii względności. To prawie tak, jakby sama grawitacja przestała idealnie pasować do teorii Einsteina. Określamy tę niespójność jako – kosmiczne zakłócenia – grawitacja staje się o około jeden procent słabsza, gdy mamy do czynienia z odległościami rzędu miliardów lat świetlnych” – dodaje naukowiec.

Jak tłumaczą, przez ponad dwadzieścia lat fizycy i astronomowie próbowali stworzyć model matematyczny, który wyjaśniałby pozorne niespójności ogólnej teorii względności. Wiele z tych wysiłków miało miejsce na University of Waterloo, które ma długą historię najnowocześniejszych badań grawitacyjnych wynikających z ciągłej interdyscyplinarnej współpracy między matematykami stosowanymi i astrofizykami.

„Prawie sto lat temu astronomowie odkryli, że nasz Wszechświat się rozszerza. Im dalej galaktyki się znajdują, tym szybciej się poruszają, do tego stopnia, że wydają się przemieszczać z prędkością bliską prędkości światła, czyli maksymalną dozwoloną przez teorię Einsteina. Nasze odkrycie sugeruje, że w takich skalach teoria Einsteina może być niewystarczająca” – twierdzi Niayesh Afshordi, profesor astrofizyki na University of Waterloo.

Nowy model opisujący „kosmiczne zakłócenia” naukowców z naukowców z University of Waterloo i University of British Columbia modyfikuje i rozszerza formuły matematyczne Einsteina w sposób, który rozwiązuje niespójność niektórych pomiarów kosmologicznych bez wpływu na istniejące udane zastosowania ogólnej teorii względności. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

„Pomyślmy o tym jak o przypisie do teorii Einsteina. Gdy osiągnie się skalę kosmiczną, obowiązują lekko zmienione zasady i warunki. Ten nowy model może być pierwszą wskazówką w kosmicznej zagadce, którą zaczynamy rozwiązywać w przestrzeni i czasie” – podsumowują naukowcy.

Emil Gołoś