Νέα έρευνα δείχνει ότι η βαρύτητα συμπεριφέρεται όπως προβλέπουν ο Newton και ο Einstein ακόμη και σε τεράστιες κοσμικές αποστάσεις, ενισχύοντας το καθιερωμένο μοντέλο του σύμπαντος και την υπόθεση της σκοτεινής ύλης
Η βαρύτητα μπορεί να φαίνεται απλή στην καθημερινή ζωή. Ρίχνεις ένα μήλο και πέφτει. Σε κοσμική κλίμακα όμως, η βαρύτητα γίνεται μία από τις μεγαλύτερες δοκιμασίες της επιστήμης.
Καθορίζει την άνοδο των γαλαξιών, τη συμπεριφορά των γαλαξιακών σμηνών και τη συνολική αρχιτεκτονική του σύμπαντος, όμως ορισμένες κινήσεις του σύμπαντος εξακολουθούν να μην εξηγούνται πλήρως.
Αυτή η μακροχρόνια ασυμφωνία οδήγησε τον κοσμολόγο του Πανεπιστημίου της Pennsylvania Patricio A. Gallardo και τους συνεργάτες του να θέσουν ένα βασικό αλλά βαθύ ερώτημα: τι θα γινόταν αν η ίδια η βαρύτητα συμπεριφέρεται διαφορετικά σε πολύ μεγάλες αποστάσεις στο σύμπαν;
«Η αστροφυσική αντιμετωπίζει μια τεράστια ασυμφωνία στο κοσμικό λογιστικό βιβλίο», λέει ο Gallardo. «Όταν εξετάζουμε πώς κινούνται τα άστρα μέσα στους γαλαξίες ή οι γαλαξίες μέσα σε σμήνη γαλαξιών, κάποιοι φαίνονται να κινούνται πολύ πιο γρήγορα από ό,τι θα έπρεπε με βάση την ορατή ύλη».
Αυτή η ασυμφωνία οδηγεί σε δύο πιθανές εξηγήσεις: είτε υπάρχει μεγάλη ποσότητα αόρατης «σκοτεινής ύλης» που προσθέτει βαρυτική επίδραση, είτε πρέπει να τροποποιηθούν οι θεμελιώδεις εξισώσεις της βαρύτητας.
Χρησιμοποιώντας δεδομένα από το Atacama Cosmology Telescope (ACT), ένα μεγάλο επιστημονικό όργανο που αναπτύχθηκε κυρίως από ερευνητές του Penn υπό τον Mark Devlin, οι ερευνητές πραγματοποίησαν μια δοκιμή της βαρύτητας σε πρωτοφανή κλίμακα. Εξέτασαν γαλαξιακά σμήνη που απέχουν εκατοντάδες εκατομμύρια έτη φωτός!
Τα αποτελέσματα, που δημοσιεύτηκαν στο Physical Review Letters, δείχνουν ότι η βαρυτική δύναμη μειώνεται με την απόσταση όπως προβλέπουν ο Newton και η γενική σχετικότητα του Einstein.
«Είναι αξιοσημείωτο ότι ο νόμος του αντιστρόφου τετραγώνου — που προτάθηκε από τον Newton τον 17ο αιώνα και ενσωματώθηκε στη θεωρία του Einstein — εξακολουθεί να ισχύει στον 21ο αιώνα», λέει ο Gallardo.
Τα ευρήματα ενισχύουν το καθιερωμένο κοσμολογικό μοντέλο και αμφισβητούν θεωρίες όπως η Modified Newtonian Dynamics (MOND), που προτείνουν αλλαγές στους νόμους της βαρύτητας.
Οι γαλαξίες δεν κινούνται όπως θα αναμενόταν αν υπήρχε μόνο η ορατή ύλη. Τα εξωτερικά τους άστρα κινούνται ταχύτερα από το προβλεπόμενο, ενώ παρόμοια εικόνα εμφανίζεται και στα σμήνη γαλαξιών.
«Ή η βαρύτητα αλλάζει σε μεγάλες κλίμακες ή υπάρχει επιπλέον αόρατη ύλη», εξηγεί ο Gallardo.
Για τη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από την κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου, το φως που προέρχεται περίπου 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Καθώς αυτό το αρχαίο φως περνά μέσα από γαλαξιακά σμήνη, επηρεάζεται ελαφρά από την κίνησή τους, αφήνοντας ανιχνεύσιμα ίχνη.
Η ανάλυση έδειξε ότι η συμπεριφορά της βαρύτητας συμφωνεί με τον Newton και τον Einstein, ενισχύοντας την υπόθεση της σκοτεινής ύλης ως εξήγηση για τη «χαμένη μάζα» του σύμπαντος.
«Αυτό ενισχύει την άποψη ότι το σύμπαν περιέχει σκοτεινή ύλη, αλλά δεν ξέρουμε ακόμα από τι αποτελείται», λέει ο Gallardo.
Η κατανόηση της σκοτεινής ύλης παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα ανοιχτά ερωτήματα της φυσικής, ενώ μελλοντικές παρατηρήσεις αναμένεται να δώσουν ακόμη πιο ακριβείς δοκιμές της βαρύτητας.
www.bankingnews.gr
Καθορίζει την άνοδο των γαλαξιών, τη συμπεριφορά των γαλαξιακών σμηνών και τη συνολική αρχιτεκτονική του σύμπαντος, όμως ορισμένες κινήσεις του σύμπαντος εξακολουθούν να μην εξηγούνται πλήρως.
Αυτή η μακροχρόνια ασυμφωνία οδήγησε τον κοσμολόγο του Πανεπιστημίου της Pennsylvania Patricio A. Gallardo και τους συνεργάτες του να θέσουν ένα βασικό αλλά βαθύ ερώτημα: τι θα γινόταν αν η ίδια η βαρύτητα συμπεριφέρεται διαφορετικά σε πολύ μεγάλες αποστάσεις στο σύμπαν;
«Η αστροφυσική αντιμετωπίζει μια τεράστια ασυμφωνία στο κοσμικό λογιστικό βιβλίο», λέει ο Gallardo. «Όταν εξετάζουμε πώς κινούνται τα άστρα μέσα στους γαλαξίες ή οι γαλαξίες μέσα σε σμήνη γαλαξιών, κάποιοι φαίνονται να κινούνται πολύ πιο γρήγορα από ό,τι θα έπρεπε με βάση την ορατή ύλη».
Αυτή η ασυμφωνία οδηγεί σε δύο πιθανές εξηγήσεις: είτε υπάρχει μεγάλη ποσότητα αόρατης «σκοτεινής ύλης» που προσθέτει βαρυτική επίδραση, είτε πρέπει να τροποποιηθούν οι θεμελιώδεις εξισώσεις της βαρύτητας.
Χρησιμοποιώντας δεδομένα από το Atacama Cosmology Telescope (ACT), ένα μεγάλο επιστημονικό όργανο που αναπτύχθηκε κυρίως από ερευνητές του Penn υπό τον Mark Devlin, οι ερευνητές πραγματοποίησαν μια δοκιμή της βαρύτητας σε πρωτοφανή κλίμακα. Εξέτασαν γαλαξιακά σμήνη που απέχουν εκατοντάδες εκατομμύρια έτη φωτός!
Τα αποτελέσματα, που δημοσιεύτηκαν στο Physical Review Letters, δείχνουν ότι η βαρυτική δύναμη μειώνεται με την απόσταση όπως προβλέπουν ο Newton και η γενική σχετικότητα του Einstein.
«Είναι αξιοσημείωτο ότι ο νόμος του αντιστρόφου τετραγώνου — που προτάθηκε από τον Newton τον 17ο αιώνα και ενσωματώθηκε στη θεωρία του Einstein — εξακολουθεί να ισχύει στον 21ο αιώνα», λέει ο Gallardo.
Τα ευρήματα ενισχύουν το καθιερωμένο κοσμολογικό μοντέλο και αμφισβητούν θεωρίες όπως η Modified Newtonian Dynamics (MOND), που προτείνουν αλλαγές στους νόμους της βαρύτητας.
Οι γαλαξίες δεν κινούνται όπως θα αναμενόταν αν υπήρχε μόνο η ορατή ύλη. Τα εξωτερικά τους άστρα κινούνται ταχύτερα από το προβλεπόμενο, ενώ παρόμοια εικόνα εμφανίζεται και στα σμήνη γαλαξιών.
«Ή η βαρύτητα αλλάζει σε μεγάλες κλίμακες ή υπάρχει επιπλέον αόρατη ύλη», εξηγεί ο Gallardo.
Για τη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από την κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου, το φως που προέρχεται περίπου 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Καθώς αυτό το αρχαίο φως περνά μέσα από γαλαξιακά σμήνη, επηρεάζεται ελαφρά από την κίνησή τους, αφήνοντας ανιχνεύσιμα ίχνη.
Η ανάλυση έδειξε ότι η συμπεριφορά της βαρύτητας συμφωνεί με τον Newton και τον Einstein, ενισχύοντας την υπόθεση της σκοτεινής ύλης ως εξήγηση για τη «χαμένη μάζα» του σύμπαντος.
«Αυτό ενισχύει την άποψη ότι το σύμπαν περιέχει σκοτεινή ύλη, αλλά δεν ξέρουμε ακόμα από τι αποτελείται», λέει ο Gallardo.
Η κατανόηση της σκοτεινής ύλης παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα ανοιχτά ερωτήματα της φυσικής, ενώ μελλοντικές παρατηρήσεις αναμένεται να δώσουν ακόμη πιο ακριβείς δοκιμές της βαρύτητας.
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών