Simuleeritud galaktika oli nähtav ülaltpoolt, tumedad keskmised piirkonnad vastavad standardjõududele ja erekollased piirkonnad vastavad modifitseeritud jõududele.
(Pilt: © Christian Arnold / Baojiu Li / Durhami ülikool.)
Rühm teadlasi on loonud universumi arvutisimulatsiooni, et katsetada Albert Einsteini üldrelatiivsusteooria alternatiivset teooriat.
Nende uurimus leidis, et meie enda Linnuteega sarnased galaktikad võivad ikkagi moodustuda universumis modifitseeritud gravitatsiooniseadustega, mis viitab sellele, et relatiivsusteooria pole ainus viis selgitada gravitatsiooni rolli universumi evolutsioonis.
Inglismaa Durhami ülikooli füüsikud lõid arvutisimulatsioonid, kasutades juhtivat alternatiivset gravitatsiooni mudelit, mida nimetatakse "f (R) -gravitatsiooniks", tuntud ka kui "kameeleoniteooria", mis muudab gravitatsiooni käitumist vastavalt ümbritsevale keskkonnale. Simulatsioonid näitasid, et modifitseeritud gravitatsioonimudel võib ikkagi viia galaktikate moodustumiseni.
"Modifitseeritud gravitatsiooniteooriaid, sealhulgas [kameeleoniteooriat], oli kogukond mõnda aega uurinud ja palju nende ennustusi oli teada," rääkis Durhami ülikooli arvutusliku kosmoloogia instituudi füüsik ja kaasautor Baojiu Li. uuest uuringust, rääkis Space.com. "Kuid enamik neist varasematest uuringutest viidi läbi kriitilise lihtsustamisega - eeldusel, et universum sisaldab ainult tumedat ainet ja mitte ühtegi helendavat ainet."
Li sõnul on universumi laienemise põhjuseks üks vastamata küsimusi kosmoloogias ja teised mudelid on püüdnud sellele küsimusele vastata, tutvustades tundmatut jõudu, mida nimetatakse tumedaks energiaks. See pidev jõud üldrelatiivsusteooria teoorias võib küll tähendada universumi laienemist, kuid teeb seda, hõlmates tohutul hulgal tumedat ainet, mida ei saa täheldada ja mis jääb kinnitamata.
Teadlaste arvates koosneb umbes 68% universumist tume energia, tume aine aga 27%; tavaline aine, mis hõlmab meile nähtavaid kehasid nagu planeedid, tähed ja galaktikad, moodustab umbes 5%.
"Kuid ka kosmoloogilise konstandi alternatiive, mis selgitavad kiirendatud laienemist gravitatsiooniseaduse muutmisega, nagu f (R) -gravitatsiooni, võetakse samuti arvesse, arvestades seda, kui vähe on pimedas energiast teada," lisas Li.
Uuringus vaadeldi ka modifitseeritud gravitatsiooni mõju supermassiivsetele mustadele aukudele, mis väljutavad soojust ja materjali, mis põleb tähtede moodustamiseks vajalikus gaasis ära. Mustadest aukudest eralduv energia toidab ka galaktikates leiduvaid tuumasid ja mängib seetõttu suurt rolli galaktikate moodustumisel.
Leiud viitavad sellele, et isegi kui erinevad gravitatsiooniseadused vähendavad mustade aukude poolt väljastatava soojuse hulka, moodustuvad galaktikad ikkagi universumi simuleeritud mudelis täpselt nii, nagu nad teevad seda tegelikus universumis.
"Uuring ise ei ütle midagi üldrelatiivsusteooria paikapidavuse kohta, kuid osutab võimalikele asjadele, mida võiks uurida, kui püütakse eristada kameeleoniteooriat üldrelatiivsusest tulevaste andmetega," rääkis Li.
Teadlased plaanivad oma vaatlusi katsetada Austraalias ja Lõuna-Aafrikas asuva raadioteleskoopide rühma Square Kilomeetri massiivi kaudu, mis on kavandatud valmima 2020. aasta keskpaigaks.
Uuring avaldati ajakirjas Nature Astronomy 8. juulil.
- Einsteini gravitatsiooniteooria läbib tänaseni kõige raskema testi
- 100 aastat tagasi täielik päikesevarjutuste katse kinnitas Einsteini relatiivsusteooriat
- 'Päikese gravitatsiooni objektiiv' võib viia eksoplaneedid teravasse fookusesse
