„Yra 1% skirtumas. To neturi būti.“ Audra fizikų bendruomenėje. Gali sugriūti Einšteino teorija

Tačiau mokslininkai, pasitelkę vis galingesnes ir sudėtingesnes technologijas, leidžiančias itin detaliai pažvelgti į kosmosą, pastebi reiškinius, kurių negali paaiškinti A. Einsteino teorija.

A. Einsteino bendroji reliatyvumo teorija teigia, kad gravitaciją lemia erdvėlaikio kreivumas. Tačiau padidinus mastelį iki milžiniškų dydžių – pavyzdžiui, milijardus šviesmečių besitęsiančių galaktikų spiečių – A. Einsteino gravitacijos teorijos dėsniai pasikeičia.

„Atrodo, tarsi pati gravitacija nebeatitinka A. Einsteino teorijos“, – sakė neseniai Vaterlo universitetą (Kanada) baigęs Robinas Wenas.

R. Wenas dalyvauja Vaterlo universiteto ir Britų Kolumbijos universiteto (Kanada) bendradarbiavimo projekte, kuris siekia išspręsti šią paslaptį ir vadina šį neatitikimą „kosmine klaida“.

Jų naujasis tyrimas, paskelbtas žurnale „Journal of Cosmology and Astroparticle Physics“, atskleidžia, kad labai dideliuose masteliuose gravitacija tampa maždaug 1 proc. silpnesnė. Jei gravitacija veiktų taip, kaip teigia A. Einšteino teorija, šio 1 proc. skirtumo neturėtų būti.

Kosmologai artimiausiu metu bendrojo reliatyvumo teorijos neišsižadės – tai vis dar stebėtinai tiksli sistema, padedanti suprasti gravitaciją mažesniuose masteliuose.

„Mes juk nepaneigiame to, kaip veikia jūsų GPS ar juodoji skylė. Mes tik bandėme patikrinti, ar yra kokių nors nukrypimų didžiausiuose įmanomuose masteliuose“, – „Business Insider“ sakė R. Wenas.

Jei šis neatitikimas iš tiesų egzistuoja, jis galėtų padėti kosmologams paaiškinti kai kurias didžiausias Visatos paslaptis.

Neatitikimai kosmose

Šį akivaizdų neatitikimą mokslininkų komanda aptiko tyrinėdama reliktinio spinduliavimo duomenis.

Reliktinis spinduliavimas (angl. the cosmic microwave background, CMB) – tai milžiniška Didžiojo sprogimo palikta kosminė foninė mikrobangų spinduliuotė. Mokslininkai ją naudoja norėdami suprasti ankstyviausius Visatos etapus – pavyzdžiui, kaip susiformavo pirmosios galaktikos ir kas įvyko iškart po Didžiojo sprogimo.

R. Wenas ir jo kolegos naudojo modelį, paremtą pagrindiniais fizikiniais dėsniais – pavyzdžiui, A. Einsteino bendrąja reliatyvumo teorija – ir palygino savo modelio prognozę, kaip turėtų atrodyti CMB duomenys, su stebėjimų metu gautais CMB duomenimis.

Jų mokslinis modelis nesutapo su stebėjimų duomenimis – tuo, ką iš tikrųjų matome tolimoje Visatoje.

Tačiau kai jie pakoregavo A. Einsteino teoriją, kad būtų atsižvelgta į 1 proc. gravitacijos deficitą, jų modelis labiau atitiko stebėjimų duomenis, – pasakoja R. Wenas.

Gali atrodyti, kad 1 proc. pakoregavimas nėra labai reikšmingas – tačiau to pakanka, kad būtų galima manyti, jog A. Einsteino teoriją gali tekti iš naujo įvertinti. Be to, ši klaida gali padėti geriau suprasti tam tikrą painią Visatos elgseną.

Kosmosas yra pilnas neatitikimų. Kartais skirtingi to paties reiškinio matavimai nesutampa tarpusavyje. Vienas iš tokių pavyzdžių yra vadinamoji Hubble'o įtampa – problema, kuri jau daugelį metų glumina astronomus.

Hubble'o įtampa susijusi su prieštaringais Visatos plėtimosi greičio matavimais. Pagal mūsų standartinį fizikos modelį Visatos plėtimosi greitis visur turėtų būti vienodas. Tačiau artimosios visatos stebėjimai rodo, kad jos plėtimosi greitis yra spartesnis nei tolimosios visatos regionuose. Astronomai pasiūlė daugybę galimų paaiškinimų, tačiau vieno konkretaus kol kas nenustatė.

Dabar, atsiradus šiam kosminiam neatitikimui, atsirado naujas paaiškinimas.

1 proc. silpnesnė gravitacija dideliu mastu galėtų sumažinti Hubble'o įtampą, priartindama Visatos plėtimosi greitį prie vietinių stebėjimų matavimų, neseniai „YouTube“ duotame interviu sakė tyrimo bendraautorius, Vaterlo universiteto astrofizikos profesorius Niayeshas Afshordi.

Nestandartinis mąstymas

Tai, kad ši kosminė klaida potencialiai gali padėti astronomams išspręsti Hubble'o įtampos problemą, yra geras ženklas, kad ji iš tiesų gali egzistuoti. Tačiau šis tyrimas nepateikia galutinio 1 proc. gravitacijos deficito milžiniškuose masteliuose įrodymo, sakė R. Wenas.

Kol kas vis dar yra tikimybė, kad šis neatitikimas gali būti statistinės klaidos rezultatas.

Tyrime nedalyvavęs fizikos profesorius Valerio Faraoni sako, kad pagrįsta manyti, jog šis neatitikimas gali egzistuoti, nes bendrasis reliatyvumo principas nebuvo patikrintas tolimojoje Visatoje.

Taigi, „visai įmanoma, kad mes nesuprantame gravitacijos didesniu mastu“, – sako V. Faraoni.

Jis mano, kad norint išspręsti prieštaravimus tarp prognozių ir stebėjimų duomenų mūsų Visatoje, reikia mąstyti nestandartiškai. Šis kosminių neatitikimų tyrimas būtent tai ir daro.

Toliau R. Wenas ir jo kolegos žada atidžiai išnagrinėti naujus Tamsiosios energijos spektroskopinio instrumento (angl. Dark Energy Spectroscopic Instrument, DESI) duomenis. DESI matuoja tamsiosios energijos poveikį Visatos plėtimosi greičiui ir sukūrė iki šiol didžiausią 3D kosmoso žemėlapį.

Be to, DESI nustatė, kad tamsioji energija, kaip ir gravitacija, dideliu kosmologiniu mastu veikia ne taip, kaip astronomai numatė. R. Wenas nori išsiaiškinti, ar šie du „neatitikimai“ yra kaip nors susiję – o tai būtų dar didesnis įrodymas, kad reikia koreguoti bendrąją reliatyvumo teoriją, rašo „Business insider“.