Simulovaná galaxie byla vizualizována shora, přičemž tmavé centrální oblasti odpovídaly standardním silám a jasně žluté oblasti odpovídaly modifikovaným silám.
(Obrázek: © Christian Arnold / Baojiu Li / Durham University.)
Skupina vědců vytvořila počítačovou simulaci vesmíru, aby vyzkoušela alternativní teorii k teorii obecné relativity Alberta Einsteina.
Jejich studie zjistila, že galaxie podobné naší vlastní Mléčné dráze se stále mohou ve vesmíru formovat s pozměněnými zákony gravitace, což naznačuje, že teorie relativity není jediným způsobem, jak vysvětlit roli gravitace ve vývoji vesmíru.
Fyzici z Durhamské univerzity v Anglii vytvořili počítačové simulace pomocí předního alternativního modelu gravitace zvaného „gravitace f (R)“, také známého jako „Chameleonova teorie“, který mění chování gravitace podle okolního prostředí. Simulace ukázaly, že modifikovaný gravitační model může stále vést k formování galaxií.
„Modifikované gravitační teorie, včetně Chameleonovy teorie, byly komunitou prozkoumány a bylo známo mnoho jejich předpovědí,“ Baojiu Li, fyzik z Ústavu pro výpočetní kosmologii na Durhamské univerzitě a spoluautor nové studie, řekl Space.com. „Většina těchto předchozích studií však byla provedena s kritickým zjednodušením - předpoklad, že vesmír obsahuje pouze temnou hmotu a žádnou světelnou hmotu.“
Jednou z nezodpovězených otázek v kosmologii je důvod, proč se vesmír rozšiřuje, řekl Li a další modely se pokusily odpovědět na tuto otázku zavedením neznámé síly zvané temná energie. Tato konstantní síla v teorii obecné relativity může odpovídat za expanzi vesmíru, ale činí tak zahrnutím obrovského množství temné hmoty, kterou nelze pozorovat a zůstává nepotvrzená.
Vědci se domnívají, že přibližně 68% vesmíru je tvořeno temnou energií, zatímco temná hmota tvoří 27%; normální hmota, která zahrnuje těla, která jsou pro nás viditelná, jako jsou planety, hvězdy a galaxie, tvoří kolem 5%.
„Alternativy kosmologické konstanty, které vysvětlují zrychlenou expanzi úpravou gravitačního zákona, jako je gravitace f (R), jsou také široce zvažovány vzhledem k tomu, jak málo je o temné energii známo,“ dodal Li.
Studie se také zabývala vlivem modifikované gravitace na supermasivní černé díry, které vypouštějí teplo a materiál, který spálí plyn potřebný k vytvoření hvězd. Energie emitovaná z černých děr také živí jádra nalezená v galaxiích, a proto hraje hlavní roli při formování galaxií.
Tato zjištění však naznačují, že i při různých zákonech gravitace snižujících množství tepla, které je vypuzováno černými dírami, se galaxie stále vytvářely v simulovaném modelu vesmíru, stejně jako ve skutečném vesmíru.
"Studie sama o sobě neříká nic o platnosti obecné relativity, ale poukazuje na možné věci, na které by se člověk mohl dívat, když se pokouší odlišit Chameleonovu teorii od obecné relativity s budoucími údaji," řekl Li.
Vědci plánují testování svých pozorování prostřednictvím Square Kilometer Array, skupiny rádiových dalekohledů umístěných v Austrálii a Jižní Africe, které mají být v provozu do poloviny roku 2020.
Studie byla publikována v Nature Astronomy 8. července.
- Einsteinova teorie gravitace prochází dosud nejtěžší zkouškou
- 100 let Ago, experiment úplného zatmění Slunce potvrdil Einsteinovu teorii relativity
- „Solární gravitační čočka“ by mohla přinést exoplanety do ostrého zaostření
