Przez ostatnie 100 lat niezliczone badania potwierdziły, że teoria względności Alberta Einsteina jest niemalże nie do podważenia. Jest ona podstawą do przewidywania istnienia czarnych dziur oraz działań technologii GPS.
Jednak wraz z postępem technologii i możliwościami obserwacyjnymi naukowcy zaczynają dostrzegać zjawiska, których nie da się wyjaśnić za pomocą teorii Einsteina. Teoria względności mówi, że zakrzywienie czasoprzestrzeni powoduje grawitację. Ale na ogromnych skalach, takich jak klastry galaktyk o rozpiętości miliardów lat świetlnych, prawa grawitacji według Einsteina zaczynają się zmieniać.
„To prawie tak, jakby sama grawitacja przestawała idealnie pasować do teorii Einsteina,” mówi Robin Wen, absolwent Uniwersytetu Waterloo. Wen jest częścią zespołu, który nazwał to zjawisko „kosmicznym błędem”.
Nowe badanie, opublikowane w Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, sugeruje, że grawitacja staje się o około 1% słabsza na bardzo dużych skalach. Gdyby grawitacja zachowywała się zgodnie z teorią Einsteina, ta różnica nie powinna istnieć.
Kosmolodzy nie zamierzają jednak rezygnować z teorii względności. Nadal jest to niezwykle dokładne narzędzie do zrozumienia grawitacji na mniejszych skalach. „Nie psujemy działania GPS ani czarnych dziur. Chcieliśmy tylko sprawdzić, czy są jakieś odstępstwa na największych możliwych skalach,” powiedział Wen.
Jeśli ten błąd rzeczywiście istnieje, może pomóc kosmologom wyjaśnić niektóre z największych tajemnic Wszechświata.
Badania zespołu Wen’a wykazały, że ich model naukowy nie pasował do obserwacji danych z kosmicznego mikrofalowego tła (CMB). Kiedy dostosowali teorię Einsteina, uwzględniając 1% deficytu grawitacyjnego, ich model bardziej odpowiadał danym obserwacyjnym.
1% różnicy może wydawać się niewielki, ale wystarczy, aby zasugerować potrzebę przemyślenia teorii Einsteina. To może również pomóc w zrozumieniu zjawiska zwanego napięciem Hubble’a, które dotyczy konfliktujących pomiarów tempa ekspansji Wszechświata.
Kosmos, jak go rozumiemy, jest pełen napięć. Czasami różne pomiary tego samego zjawiska nie zgadzają się ze sobą. Jednym z przykładów jest właśnie napięcie Hubble’a – problem, który od lat zaskakuje astronomów. Dane z pobliskiego Wszechświata sugerują, że tempo ekspansji jest szybsze niż w bardziej odległych obszarach. 1% słabsza grawitacja na dużych skalach mogłaby zmniejszyć napięcie Hubble’a, zbliżając tempo ekspansji Wszechświata do pomiarów lokalnych.
Wen i jego koledzy planują teraz przeanalizować nowe dane z Instrumentu Spektroskopowego Ciemnej Energii (DESI), który mierzy efekty ciemnej energii na tempo ekspansji Wszechświata i stworzył największą dotychczas trójwymiarową mapę kosmosu. DESI odkrył, że podobnie jak grawitacja, ciemna energia nie zachowuje się tak, jak astronomowie się spodziewali na dużych skalach.
Źródło: Science Alert
