Симулираната галактика, визуализирана отгоре, с тъмните централни области, съответстващи на стандартните сили, и ярко жълтите региони, съответстващи на модифицирани сили.
(Изображение: © Christian Arnold / Baojiu Li / Durham University.)
Група учени е създала компютърна симулация на Вселената, за да изпробва алтернативна теория на теорията за общата относителност на Алберт Айнщайн.
Проучването им установи, че галактики, подобни на нашия собствен Млечен път, все още могат да се образуват във Вселената с променени закони на гравитацията, което предполага, че теорията на относителността не е единственият начин да се обясни ролята на гравитацията в еволюцията на Вселената.
Физиците от университета в Дърам в Англия създадоха компютърните симулации, използвайки водещ алтернативен модел за гравитация, наречен "f (R) -гравитация", известен още като "теория на хамелеона", който променя поведението на гравитацията според заобикалящата ги среда. Симулациите показаха, че модифицираният гравитационен модел все още може да доведе до образуване на галактика.
"Модифицираните теории за гравитацията, включително [теорията на хамелеона], бяха изучавани от общността известно време и бяха известни много от техните прогнози", Баоджиу Ли, физик от Института по изчислителна космология в университета в Дърам и съавтор от новото проучване, каза пред Space.com. "Въпреки това, по-голямата част от тези предишни проучвания са проведени с критично опростяване - предположението, че Вселената съдържа само тъмна материя и никаква светеща материя."
Един от въпросите без отговор в космологията е причината Вселената да се разширява, каза Ли и други модели се опитаха да отговорят на този въпрос, въвеждайки неизвестна сила, наречена тъмна енергия. Тази постоянна сила в теорията на общата относителност може да обясни разширяването на Вселената, но това прави, като включва огромно количество тъмна материя, която не може да бъде наблюдавана и остава непотвърдена.
Учените смятат, че около 68% от Вселената е съставена от тъмна енергия, докато тъмната материя съставлява 27%; нормалната материя, която включва видими за нас тела като планети, звезди и галактики, представлява около 5%.
"Въпреки това, алтернативите на космологичната константа, които обясняват ускореното разширяване чрез промяна на закона на гравитацията, като f (R) -гравитация, също са широко обмислени, като се има предвид колко малко се знае за тъмната енергия", добави Ли.
Изследването също разглежда ефекта на модифицираната гравитация върху свръхмасивни черни дупки, които изхвърлят топлина и материал, който изгаря от газ, необходим за образуване на звезди. Енергията, излъчвана от черните дупки, също захранва ядра, намиращи се в галактики, и следователно играе основна роля в образуването на галактики.
Въпреки това, откритията предполагат, че дори и при различни закони на гравитацията, намаляващи количеството топлина, изхвърляна от черни дупки, галактиките все още се формират в симулирания модел на Вселената, точно както те са в действителната Вселена.
"Самото проучване не казва нищо за валидността на общата относителност, но посочва възможни неща, които човек би могъл да разгледа, когато се опитва да разграничи теорията на хамелеона от общата относителност с бъдещите данни", каза Ли.
Изследователите планират да изпробват наблюденията си чрез Square Kilometer Array - група радиотелескопи, разположени в Австралия и Южна Африка, които трябва да бъдат разработени до средата на 2020 г.
Проучването е публикувано в Nature Astronomy на 8 юли.
- Теорията на Айнщайн за гравитацията преминава най-трудния тест към днешна дата
- Преди 100 години, експеримент за пълно слънчево затъмнение потвърди теорията на относителността на Айнщайн
- „Соларен гравитационен обектив“ може да доведе екзопланетите до остър фокус
