Waterloo, Ontario – Objavili vedci „kozmickú závadu“ v gravitácii vesmíru? Tím z Kanady verí, že všeobecná teória relativity Alberta Einsteina presne nezodpovedá tomu, čo vidia astronómovia na okraji vesmíru!
Einsteinova slávna teória je chrbtovou kosťou modernej fyziky už viac ako 100 rokov a pomáha vysvetliť, ako funguje gravitácia na Zemi a vo vesmíre. Okrem toho nespočetné množstvo štúdií v priebehu rokov preukázalo presnosť tejto teórie – potvrdilo, že gravitácia ovplyvňuje naše tri fyzické dimenzie, ako aj štvrtú dimenziu času.
„Tento model gravitácie bol nevyhnutný pre všetko od teórie Veľkého tresku po fotografovanie čiernych dier,“ vysvetlil Robin Wayne, hlavný autor projektu a čerstvý absolvent matematickej fyziky vo Waterloo.
„Keď sa však snažíme porozumieť gravitácii v kozmickom meradle, v meradle kopy galaxií a mimo nej, stretávame sa s do očí bijúcimi nezrovnalosťami s predpoveďami všeobecnej relativity. Je to skoro, ako keby samotná gravitácia prestala dokonale zodpovedať Einsteinovej teórii. Túto anomáliu nazývame „kozmická porucha“: gravitácia zoslabne asi o jedno percento, keď sa zaoberá vzdialenosťami v miliardách svetelných rokov.
Štúdia, publikovaná v Journal of Cosmology and Astroparticle Physicsskúmali možnosť, že sila gravitácie, ktorá riadi celý vesmír (kozmologická gravitačná konštanta), sa mierne líši od Newtonovej gravitačnej konštanty, ktorá riadi gravitáciu v menších mierkach, ako sú obežné dráhy planét okolo Slnka.
„Asi pred storočím astronómovia zistili, že náš vesmír sa rozpína,“ hovorí Niash Afshordi, profesor astrofyziky na University of Waterloo a výskumník z Perimeter Institute.
„Čím sú galaxie ďalej, tým rýchlejšie sa pohybujú, a to do takej miery, že sa zdá, že sa pohybujú takmer rýchlosťou svetla, čo je maximálna rýchlosť povolená Einsteinovou teóriou. Naše zistenie naznačuje, že v rovnakých mierkach môže byť aj Einsteinova teória nedostatočná.
Prečo by teda vedci považovali taký absurdný nápad na úpravu Einsteinovej revolučnej teórie? To naznačuje, že niektoré alternatívne teórie kvantovej gravitácie, ako je gravitácia Horava-Lifshitz, prirodzene predpovedajú takéto kozmické poruchy medzi veľkými a malými mierkami. Nová štúdia poskytuje jednoduchý spôsob, ako zaviesť tento efekt ako „poznámku pod čiarou“ k štandardnému kozmologickému modelu.
Wen a kolegovia predstavili nový parameter tzv omega_g Čo určuje rozdiel medzi kozmologickou a newtonovskou gravitačnou konštantou. Zistili, že súčasné pozorovania zo satelitu Planck, ktoré merajú kozmické mikrovlnné žiarenie na pozadí, podporujú hodnotu omega_g okolo -0,01 alebo asi jednopercentný rozdiel v sile gravitácie v kozmickom meradle v porovnaní s lokálnou mierkou.
Negatívna omega_g vedie k mierne slabšej gravitácii, čo spôsobuje, že sa vesmír rozpína vo svojej najväčšej hmote. Tento jemný efekt môže mierne zmierniť niektoré z dlhotrvajúcich problémov v štandardnom modeli medzi rôznymi kozmologickými pozorovaniami.
„Myslite na to ako na poznámku pod čiarou k Einsteinovej teórii,“ hovorí Wen. „Akonáhle sa dostanete do kozmickej mierky, platia podmienky.“
„Tento nový model môže byť prvým vodítkom do kozmickej hádanky, ktorú začíname riešiť v priestore a čase,“ hovorí Afshordi.
Výskumníci upozorňujú, že existencia kozmickej poruchy ešte nie je na základe súčasných údajov presvedčivá. Definitívne potvrdenie alebo vyvrátenie tohto potenciálneho rozpadu všeobecnej teórie relativity na konci vesmíru si bude vyžadovať presnejšie merania z budúcich experimentov mapujúcich kozmické mikrovlnné pozadie a distribúciu hmoty v hlbokom vesmíre.
