https://bodybydarwin.com
Slider Image

Tämä 'kameleontiteoria' selittää asioita painovoimasta, joita Einstein ei voinut

2020

Yli 100 vuotta sen jälkeen, kun Albert Einstein esitteli ideoitaan siitä, kuinka painovoima kutistuu avaruus-ajan kankaaseen, meillä ei vieläkään ole mitään muuta mallia, joka määrittäisi paremmin kuinka universumin esineet liikkuvat ja käyttäytyvät. Yleinen suhteellisuusteoria ei ole vain sujuvampi selitys kuin mikään ehdotettu vaihtoehto; se näkyy paremmin, etenkin viime vuosina havaitsemalla kosmoksen läpi virtaavat painovoima-aallot ja ensimmäisessä mustassa aukossa otetussa kuvassa.

Mutta yleinen suhteellisuusteoria ei ole virheetön. Vaikka se selittää valtaosan siitä, mitä havaitsemme maailmankaikkeuden kautta, se jättää kohtuullisen osan murtumista. Tämä on johtanut vaihtoehtoisiin painovoimamalleihin, joilla yritetään täyttää nämä tiedon aukot. Yksi näistä malleista on "kameleontiteoria", jota kutsutaan f (R) -voimaksi, ja uusi tutkimus, joka ilmestyi Nature Astronomy -viikolla tällä viikolla, ehdottaa, että se voi olla käyttökelpoinen malli kuvaamaan kuinka painovoima on vaikuttanut tunnettuun maailmankaikkeuden suurimpiin esineisiin.

"Tämä tutkimus osoittaa ensimmäisenä, että vaihtoehtoinen painovoiman teoria voi huolimatta painovoiman monimutkaisesta käyttäytymisestä tehdä edelleen realistisia galakseja", sanoo Ison-Britannian Durhamin yliopiston fysiikan professori Baojiu Li ja uuden tutkimuksen avustaja. . "Tämän tyyppiset tutkimukset auttavat meitä tarkistamaan teorian toteutettavuuden sekä tunnistamaan paikat, joissa voimme testata erilaisia ​​painovoiman teorioita tulevaisuuden havainnointitietojen avulla."

Chameleon-teoria on katolinen termi painovoimateorioiden luokalle, joka poikkeaa yleisestä suhteellisuudesta. Vakiofysiikka hahmottelee neljän perusvoiman olemassaolon (painovoima, sähkömagneettisuus sekä voimakkaat ja heikot vuorovaikutukset, jotka toimivat alaatomisella tasolla). Mutta kameleontiteoria pitää ylimääräisen, ”viidennen voiman” olemassaoloa piilossa avaruuden tiheillä alueilla, kuten aurinkokunnan, mutta paljon vaikuttavammalla pienitiheyksisillä alueilla.

"Tällainen teorian ympäristöystävällinen käyttäytyminen ansaitsee sille nimen" kameleontiteoria "", Li sanoo. Suurin osa maailmankaikkeudesta on olemassa matalatiheyksisissä olosuhteissa, mikä tarkoittaa, että siellä on vahva potentiaali löytää allekirjoituksia tästä muodonmuutosvoimasta ja käyttää sitä kameleontiteorioiden testaamiseen.

f (R) painovoima on yksi näistä ns. kameleontiteorioista. Li: n mukaan sitä on potkutettu vaihtoehtona yleiselle suhteellisuudelle jo vuodesta 1970 lähtien, sitä on tutkittu eri yhteyksissä painovoimamallina selittämään sekä maailmankaikkeuden varhaislapsuus että sen nykyinen tila.

Se toi tutkijoiden mielenkiinnon esiin 1990-luvulla ja 2000-luvun alkupuolella, kun kosmologiset tiedot alkoivat osoittaa, että maailmankaikkeuden laajentuminen todella kiihtyi. Li sanoo, että vaikka yleinen suhteellisuustehokkuus toimii hyvin käytännössä kuvaamaan tätä nopeutettua laajentumista pimeän energian kautta, on joitain eroja sen välillä, mitä tämän mallin ennustaa tapahtuvan, ja mitä tutkijat ovat tosissaan havainneet tiedoissa. Ja se, että emme ole koskaan todellisuudessa havainneet tummaa energiaa, on aina ollut kosmologinen piikki yleisen suhteellisuusteorian puolella.

Tässä on saalis: kun harkitset ympärilläsi painovoimaa, sekoitat periaatteessa kaiken muun maailmankaikkeuden kanssa. Painovoima päättää, kuinka aine aggregoituu kiviin, asteroideihin, tähtiin, galakseihin, joten kirjaimellisesti kaikki muotoutuu. Jos f (R) -gravitaatio on uskottava, sen tulisi edistää meidän maailman kaltaista maailmankaikkeutta, jossa galaksit näyttävät spiraaleilta ja ellipseiltä, ​​eikä kuin taivaallisen rorschach-testien sarja.

Li ja hänen tiiminsä ajoivat supertietokoneen simulaatioita maailmankaikkeudesta f (R) -voiman ohjaamana ja totesivat, että Realistiset galaksit, kuten Linnunrata, voivat muodostua ominaisuuksilla, joita olemme aiemmin havainneet, jopa keskellä monimutkaista käyttäytymistä. viides voima, hän sanoo. Tämä oli huolimatta siitä, että muuttunut painovoimamalli aiheutti muutoksia mustien mustien reikien määrään, kun ne nieltävät aineen dynaamisen, joka olisi voinut häiritä huomattavasti galaktien muodostumista, mutta jotenkin ei.

Vaikka havainnot herättävät varmasti, että jotain muuta kuin yleinen suhteellisuusteoria hallitsee maailmaa, Li ja hänen tiiminsä korostavat, etteivät varmasti väitä todistavansa f (R): n painovoimaa olevan todellista tai kiistävät yleisen relatiivisuuden. Tutkimuksen simulaatiot ovat juuri sitä: simulaatiot. Viides voima saattaa todella olla olemassa ja vaikuttaa asioiden muodostumiseen maailmankaikkeudessa, mutta kunnes meillä on havaintoja tai tietoja, jotka todistavat tällaisen vuorovaikutuksen olevan todellisuutta, teoriaamme vain. Itse simulaatiot on rakennettu tähän mennessä kerättyjen tietojen pohjalta, ja : n on pidettävä mielessä, että galaksien muodostuminen on aktiivisesti etenevä tutkimuskenttä ja edelleen on epävarmoja asioita, sanoo Li. Määrätyt väärät signaalit, datan reikät ja muut epävarmat muuttujat voivat helposti tuottaa virheellisiä simulaatioita. Ja vain siksi, että emme ole vielä havainneet pimeää energiaa, ei tarkoita, että se peruutetaan.

Emme koskaan oikein tiedä, ansaitseeko yleinen suhteellisuustehokkuus käynnistyksen vai ei, ellemme todella voi testata f (R) -voimaa ja muita kameleontiteorioita todellisessa maailmassa, ja että se on selvästi paljon helpommin sanottu kuin tehty . Tiedämme, että kameleontit muuttavat värejä, koska olemme nähneet sen tapahtuvan tosielämässä. Mutta kuinka meidän pitäisi nähdä painovoimalakien muuttuvan? Kuinka jotain tällaista on havaittavissa? Tähän kysymykseen ei ole yksinkertaista vastausta.

Durhamin tutkijat toivovat aloittavansa tämän tehtävän tulevalla neliökilometrimallilla, jonka on tarkoitus aloittaa havainnot vuonna 2020. Se on maailman suurin radioteleskooppi, joka on levinnyt kahdelle mantereelle ja on riittävän tehokas vertaamaan kauas avaruutta. ja tarkkaile tähtiä ja galakseja, jotka muodostuivat pian Ison räjähdyksen jälkeen. Muutamassa vuodessa saatamme hankkia tietoja, jotka paljastavat jotain tummasta energiasta ja yleisestä suhteellisuudesta tai siitä, voisiko kameleontiteoria olla mukana maailmankaikkeuden vaikuttamisessa. Rehellisesti sanottuna Einsteinin vaikutuksen korvaaminen liskolajilla ei kuulosta niin pahaltä.

Mars oli luultavasti asuttava pidempään kuin luulimme

Mars oli luultavasti asuttava pidempään kuin luulimme

Vaikuttaako hampaiden harjaus ruokahaluasi?

Vaikuttaako hampaiden harjaus ruokahaluasi?

Riding Zero's SR -moottoripyörä

Riding Zero's SR -moottoripyörä