Модельована галактика візуалізується зверху, з темними центральними областями, що відповідають стандартним силам, і яскраво-жовтими областями, що відповідають модифікованим силам.
(Зображення: © Крістіан Арнольд / Університет Баодзю Лі / Дарем.)
Група вчених створила комп’ютерне моделювання Всесвіту, щоб перевірити альтернативну теорію загальної відносності Альберта Ейнштейна.
Їх дослідження встановило, що галактики, схожі на наш власний Чумацький Шлях, все ще можуть утворюватися у Всесвіті з модифікованими законами гравітації, припускаючи, що теорія відносності не є єдиним способом пояснення ролі гравітації в еволюції Всесвіту.
Фізики з університету Дарема в Англії створили комп'ютерні симуляції, використовуючи провідну альтернативну модель гравітації під назвою "f (R) -гравітація", також відому як "теорія хамелеона", яка змінює поведінку гравітації відповідно до навколишнього середовища. Моделювання показало, що модифікована гравітаційна модель все ще може призвести до утворення галактики.
"Модифіковані теорії гравітації, включаючи [Теорію хамелеона], громада вивчали деякий час, і було багато відомих їх прогнозів", - Баоджіу Лі, фізик Інституту обчислювальної космології Університету Дарема та співавтор нового дослідження, повідомляє Space.com. "Однак більшість цих попередніх досліджень були проведені з критичним спрощенням - припущення, що у Всесвіті міститься лише темна речовина, а не світлова речовина".
Одне з питань без відповіді в космології - це причина того, що Всесвіт розширюється, сказав Лі, а інші моделі намагалися відповісти на це питання, вводячи невідому силу під назвою темна енергія. Ця постійна сила в теорії загальної відносності може пояснювати розширення Всесвіту, але це відбувається шляхом включення величезної кількості темної речовини, яку неможливо спостерігати і залишається непідтвердженою.
Вчені вважають, що близько 68% Всесвіту складається з темної енергії, тоді як темна речовина складає 27%; нормальна речовина, яка включає видимі нам тіла, такі як планети, зірки та галактики, становить близько 5%.
"Однак альтернативи космологічній постійній, які пояснюють прискорене розширення, модифікуючи закон тяжіння, як f (R) -гравітація, також широко розглядаються з огляду на те, наскільки мало відомо про темну енергію", - додав Лі.
У дослідженні також було розглянуто вплив модифікованої сили тяжіння на надмасивні чорні діри, які викидають тепло і матеріал, який згорає від газу, необхідного для утворення зірок. Енергія, що виділяється з чорних дір, також живить ядра, що знаходяться в галактиках, і тому відіграє головну роль у формуванні галактик.
Однак, висновки дозволяють припустити, що навіть за різних законів сили тяжіння, що зменшують кількість тепла, що викидається чорними дірами, галактики все ще утворюються в змодельованій моделі Всесвіту так, як це відбувається у фактичному Всесвіті.
"Саме дослідження не говорить нічого про справедливість загальної відносності, але воно вказує на можливі речі, на які можна було б звернути увагу, намагаючись відрізнити теорію хамелеона від загальної відносності з майбутніми даними", - сказав Лі.
Дослідники планують протестувати свої спостереження через квадратний кілометровий масив - групу радіотелескопів, розташованих в Австралії та Південній Африці, які планується запрацювати до середини 2020 року.
Дослідження було опубліковане в Nature Astronomy 8 липня.
- Теорія тяжкості Ейнштейна проходить найсуворіший тест на сьогоднішній день
- 100 років тому експеримент повного сонячного затемнення підтвердив теорію відносності Ейнштейна
- "Сонячна гравітація" може привести екзопланети до різкого фокусу
