Edu uue gravitatsiooniteooriaga

Simuleeritud rattaga galaktika pilt küljelt, roheline vasakul, punane paremal.

Uuest uuringust arvutisimuleeritud pilt galaktikast küljelt vaadatuna. Paremal, punase-sinise värviga, näete gaasi tihedust galaktika ketta sees, tähed on kujutatud heledate punktidena. Vasakul näete ketta jõumuutusi gaasis, kus tumedad keskpiirkonnad vastavad standardsetele üldrelatiivsusteooria sarnastele jõududele ja erekollased piirkonnad suurendatud (modifitseeritud jõududele). Pildid Christian Arnoldi / Baojiu Li / kauduDurhami ülikool.


Alates 1900. aastate algusest on Einsteini gravitatsiooniteooriat, mida nimetatakseüldine relatiivsusteooria– on domineerinud kosmoloogide teooriates ja arvutustes, kes selgitavad meie universumi kui terviku toimimist. Üldrelatiivsusteooria on olnudtõestatudikka ja jälle, viimati esimese otsesegamusta augu pilt. Nüüd väidavad Ühendkuningriigi Durhami ülikooli füüsikud, et Einsteini üldine relatiivsusteooria ei pruugi ollaainultviis selgitada, kuidas gravitatsioon töötab või kuidas galaktikad tekivad. Neil on olnud dramaatiline edu teadusuuringutes alternatiivse gravitatsioonimudeliga -f(R)- gravitatsioon- nimetatakse kameeleoni teooriaks, sest nende sõnade kohaselt 'see muudab käitumist vastavalt keskkonnale'. Nad ütlevad, et see kameeleoni teooria on alternatiiv üldrelatiivsusteooriale, selgitades universumi struktuuride teket. See võib aidata ka paremini mõistatume energia, mis arvatakse olevat salapärane ainekiirendadesuniversumi paisumiskiirus.

Sellel lehel olevad pildid avaldasid füüsikud 8. juulil 2019Christian Arnold,Matteo LeojaBaojiu Li, kõik Durhami ülikoolidArvutuskosmoloogia Instituut. Need on hiljutiste arvutisimulatsioonide tulemusedDiRACAndmekeskne süsteem Durhami ülikoolis. Simulatsioonid näitavad, et galaktikad, nagu meie Linnutee, võivad universumis tekkida isegi erinevate gravitatsiooniseaduste korral. Varasemad tööd on näidanud, et kameeleoni teooriat kasutavad teoreetilised arvutused kordavad üldrelatiivsusteooria edu suhteliseltväikeses mastaabismeie päikesesüsteemist. Durhami meeskond on nüüd näidanud, et see teooria võimaldab realistlikke simulatsioonesuuremahulised struktuuridnagu meie Linnutee. Teadustöö kaasautor Christian Arnold, ütles:


Kameeleoni teooria võimaldab gravitatsiooniseadusi muuta, et saaksime testida gravitatsioonimuutuste mõju galaktikate tekkele. Oma simulatsioonidega oleme esimest korda näidanud, et isegi kui muudate gravitatsiooni, ei takista see spiraalsete harudega ketasgalaktikate teket.

Meie uurimus ei tähenda kindlasti, et üldrelatiivsusteooria on vale, kuid see näitab, et see ei pea olema ainus viis gravitatsiooni rolli selgitamiseks universumi arengus.

Leiud onavaldatudaastaleelretsenseeritudajakiriLooduse astronoomia.

Simuleeritud rattaga galaktika pilt ülalt, roheline vasakul, punane paremal.

Uuest uuringust arvutisimuleeritud pilt galaktikast ülalt vaadatuna. Pilt läbi Christian Arnold/Baojiu Li/Durhami ülikool.




Nende teadlaste avaldus selgitas nende hiljutise uuringu kohta rohkem:

Teadlased uurisid Chameleoni teooria gravitatsiooni ja galaktikate keskmes asuvate supermassiivsete mustade aukude vahelist koostoimet. Mustad augud mängivad galaktikate tekkes võtmerolli, sest ümbritseva aine neelamisel nendest väljuv soojus ja materjal võivad tähtede moodustamiseks vajaliku gaasi ära põletada, peatades sellega tõhusalt tähtede tekke.

Mustade aukude poolt eraldatud soojushulk muutub gravitatsiooni muutumise tõttu, mis mõjutab galaktikate moodustumist. Uued simulatsioonid näitasid aga, et isegi kui arvestada kameeleoni teooria rakendamisest tingitud gravitatsioonimuutust, suutsid galaktikad siiski moodustuda.

Need füüsikud ütlesid, et nende töö võib valgustada ka meie arusaamist vaadeldavastuniversumi paisumise kiirenemine. Teadlased usuvad, et see laienemine on ajendatudtume energiaja Durhami teadlased ütlevad, et nende leiud võivad olla väike samm selle aine omaduste selgitamisel. Uuringu kaasjuht Baojiu Li kommenteeris:


Üldrelatiivsusteoorias selgitavad teadlased universumi kiirendatud paisumist, võttes kasutusele salapärase ainevormi, mida nimetatakse tumeenergiaks – mille lihtsaim vorm võib olla kosmoloogiline konstant, mille tihedus on ruumis ja ajas konstant. Siiski kaalutakse laialdaselt ka kosmoloogilise konstandi alternatiive, mis selgitavad kiirendatud paisumist gravitatsiooniseaduse muutmise kaudu, nagu f(R) gravitatsioon, arvestades, kui vähe on tumeenergiast teada.

Durhami teadlased on teoreetilised füüsikud, nagu Einstein oli. Kui Einsteini üldine relatiivsusteooria esmakordselt tõestati – a1919. aasta täielik päikesevarjutus- Einstein tõusis rokkstaarikuulsusse. Üldrelatiivsusteooria on nüüdisaegse kosmoloogia põhialuseks. Kameeleoni teooria järgmine samm oleks samuti selle katsetamine ja loodetavasti kinnitamine vaatluste kaudu. Pole kahtlust, et vaatlusastronoomid asuvad peagi tööle, loovad uue kameeleoni teooria jaoks oma katsed ja võib-olla tõestavad seda. Kui ja millal see juhtub, on see ülipõnev!

Vuntside ja väärika näoilmega tumedapäine noormees ülikonnas.

Albert Einstein aastal 1912. Ta avaldas oma üldrelatiivsusteooria aastal 1915. Teooria leidis kinnitust 1919. aastal.

Alumine rida: uuel kameeleoni teoorial on potentsiaali saada alternatiivseks gravitatsiooniteooriaks, mis töötab koos Einsteini üldrelatiivsusteooriaga. Hiljutised arvutisimulatsioonid näitavad, et teooriat saab kasutada meie universumi suuremahuliste struktuuride (galaktikate) taasloomiseks.


Allikas: Realistic Simulations of Galaxy Formation inf(R)Modifitseeritud gravitatsioon

Durhami ülikooli kaudu