Forscher schlagen eine Modifikation von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie vor und schlagen einen „kosmischen Fehler“ vor, der die Schwerkraft über große kosmische Entfernungen hinweg etwas schwächer macht. Diese Modifikation könnte zur Erklärung einiger unerklärter Phänomene im Universum beitragen. Bildnachweis: SciTechDaily.com
Wir sind dem Verständnis der Geheimnisse am Rande des Universums einen Schritt näher gekommen.
Eine Gruppe von Forschern in Universität von Waterloo Die University of British Columbia entdeckte ein mögliches „kosmisches Ungleichgewicht“ in der Schwerkraft des Universums, was sein seltsames Verhalten auf kosmischer Ebene erklärt.
Seit 100 Jahren verlassen sich Physiker auf Albert Einsteins Theorie der „allgemeinen Relativitätstheorie“, um zu erklären, wie die Schwerkraft im gesamten Universum funktioniert. Die Allgemeine Relativitätstheorie, deren Richtigkeit sich durch unzählige Tests und Beobachtungen erwiesen hat, zeigt, dass die Schwerkraft nicht nur drei physikalische Dimensionen beeinflusst, sondern auch eine vierte Dimension: die Zeit.
„Dieses Schwerkraftmodell war für alles von entscheidender Bedeutung, angefangen bei der Endoskopie die große Explosion Robin Wynn, der Hauptautor des Projekts und frischgebackener Absolvent der mathematischen Physik in Waterloo, sagte:
Herausforderungen im globalen Maßstab
„Aber wenn wir versuchen, die Schwerkraft auf kosmischer Ebene, auf der Ebene von Galaxienhaufen und darüber hinaus zu verstehen, stoßen wir auf klare Widersprüche zu den Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie. Es ist, als ob die Schwerkraft selbst völlig nicht mehr mit Einsteins Theorie übereinstimmt. Wir nennen das Widerspruch.“ ein ‚kosmologischer Fehler‘.“ „Die Schwerkraft wird etwa 1 % schwächer, wenn es um Entfernungen von Milliarden Lichtjahren geht.“
Seit mehr als zwanzig Jahren versuchen Physiker und Astronomen, ein mathematisches Modell zu erstellen, das scheinbare Widersprüche in der Allgemeinen Relativitätstheorie erklärt. Viele dieser Bemühungen wurden in Waterloo unternommen, das auf eine lange Geschichte hochmoderner Gravitationsforschung zurückblickt, die aus der fortlaufenden interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen angewandten Mathematikern und Astrophysikern resultiert.
Historischer Kontext und Forschungsbemühungen
„Vor fast einem Jahrhundert entdeckten Astronomen, dass sich unser Universum ausdehnt“, sagte Niayesh Afshordi, Professor für Astrophysik an der University of Waterloo und Forscher am Perimeter Institute.
„Je weiter die Galaxien entfernt sind, desto schneller bewegen sie sich, bis zu dem Punkt, an dem sie sich scheinbar mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegen, dem Maximum, das Einsteins Theorie zulässt. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass Einsteins Theorie dies auch tun könnte unzureichend sein.“
Modifikation von Einsteins Theorie
Das neue Modell eines „kosmologischen Glitches“ des Forschungsteams modifiziert und erweitert Einsteins mathematische Formeln auf eine Weise, die die Inkonsistenz einiger kosmologischer Messungen auflöst, ohne bestehende erfolgreiche Anwendungen der Allgemeinen Relativitätstheorie zu beeinträchtigen.
„Betrachten Sie es als eine Fußnote zu Einsteins Theorie“, sagte Wen. „Sobald Sie das Kosmische Reich erreichen, gelten die Allgemeinen Geschäftsbedingungen.“
„Dieses neue Modell ist möglicherweise nur der erste Beweis im kosmischen Puzzle, das wir über Raum und Zeit hinweg zu entwirren beginnen“, sagte Afshordi.
Die Studie mit dem Titel „A Universal Gravity Flaw“ erscheint in Zeitschrift für Kosmologie und Astroteilchenphysik.
Referenz: „Cosmic Gravity Glitch“ von Robin Y. Wen, Lucas T. Herget, Niayesh Afshordi und Douglas Scott, 20. März 2024, Zeitschrift für Kosmologie und Astroteilchenphysik.
doi: 10.1088/1475-7516/2024/03/045