Den simulerte galaksen visualiserte ovenfra, med de mørke sentrale regionene som tilsvarer standardkrefter og de knallgule regionene tilsvarer modifiserte krefter.
(Bilde: © Christian Arnold / Baojiu Li / Durham University.)
En gruppe forskere har laget en datasimulering av universet for å teste ut en alternativ teori til Albert Einsteins teori om generell relativitet.
Studien deres fant at galakser som ligner vår egen Melkevei fortsatt kunne dannes i universet med modifiserte tyngdelovgivninger, noe som antyder at relativitetsteorien ikke er den eneste måten å forklare tyngdekraften sin rolle i universets utvikling.
Fysikere fra Durham University i England laget datasimuleringene ved å bruke en ledende alternativ modell for tyngdekraft kalt "f (R) -gravity", også kjent som "Chameleon Theory", som endrer oppførselen til tyngdekraften i samsvar med omgivelsene. Simuleringene viste at den modifiserte gravitasjonsmodellen fremdeles kan føre til galaksdannelse.
"Modifiserte gravitasjonsteorier, inkludert [the] Chameleon Theory, hadde blitt studert av samfunnet en stund, og mange av forutsigelsene deres var kjent," Baojiu Li, en fysiker ved Institute for Computational Cosmology ved Durham University og medforfatter av den nye studien, fortalte Space.com. "Flertallet av disse tidligere studiene ble imidlertid utført med en kritisk forenkling - antakelsen om at universet bare inneholder mørk materie, og ingen lysende materie."
Et av de ubesvarte spørsmålene i kosmologien er grunnen til at universet utvider seg, sa Li, og andre modeller har prøvd å svare på det spørsmålet ved å introdusere en ukjent styrke som kalles mørk energi. Denne konstante kraften i teorien om generell relativitet kan forklare universets utvidelse, men gjør det ved å inkludere en enorm mengde mørk materie som ikke kan observeres og forblir ubekreftet.
Forskere mener at rundt 68% av universet består av mørk energi, mens mørk materie utgjør 27%; normal materie, som inkluderer kropper som er synlige for oss som planeter, stjerner og galakser, utgjør rundt 5%.
Alternativer til en kosmologisk konstant, som forklarer den akselererte ekspansjonen ved å modifisere tyngdekraften, som f (R) -tyngdekraften, blir imidlertid også ansett i stor grad gitt hvor lite man vet om mørk energi, ”la Li til.
Studien så også på effekten av modifisert tyngdekraft på supermassive sorte hull, som avgir varme og materiale som brenner bort ved gassen som trengs for å danne stjerner. Energien som slippes ut fra sorte hull, fører også kjerner som finnes i galakser, og spiller derfor en viktig rolle i galaksedannelsen.
Funnene antyder imidlertid at, selv med forskjellige tyngdekraftlover som reduserer mengden varme som blir kastet ut av sorte hull, fremdeles dannes galakser i den simulerte modellen av universet akkurat som i det virkelige universet.
"Studien i seg selv sier ikke noe om gyldigheten av generell relativitet, men den peker på mulige ting man kan se på når du prøver å skille kameleonteorien fra generell relativitet med fremtidige data," sa Li.
Forskerne planlegger å teste observasjonene sine gjennom Square Kilometer Array, en gruppe radioteleskoper lokalisert i Australia og Sør-Afrika som planlegges å være i gang i midten av 2020.
Studien ble publisert i Nature Astronomy 8. juli.
- Einsteins teori om tyngdekraft bestått den tøffeste testen til dags dato
- 100 år siden, et totalt solformørkelseseksperiment bekreftet Einsteins relativitetsteori
- "Solar Gravity Lens" kan bringe eksoplaneter i skarpt fokus
