הגלקסיה המדומה דמיינה מלמעלה, כאשר האזורים המרכזיים הכהים תואמים כוחות סטנדרטיים והאזורים הצהובים הבהירים תואמים לכוחות שהשתנו.
(תמונה: © כריסטיאן ארנולד / באוג'יו לי / אוניברסיטת דוראם.)
קבוצה של מדענים יצרה הדמיה ממוחשבת של היקום בכדי לבחון תיאוריה חלופית לתורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין.
המחקר שלהם מצא כי גלקסיות הדומות לדרך החלב שלנו יכולות עדיין להיווצר ביקום עם חוקי כוח הכבידה שהשתנו, מה שמצביע על כך שתורת היחסות אינה הדרך היחידה להסביר את תפקיד הכובד בהתפתחות היקום.
פיסיקאים מאוניברסיטת דורהאם באנגליה יצרו את הדמיות המחשבים באמצעות מודל אלטרנטיבי מוביל לכוח הכבידה המכונה "f (R)-כוח המשיכה", המכונה גם "תיאוריית הזיקית", המשנה את התנהגות הכובד בהתאם לסביבה שמסביבה. ההדמיות הראו כי מודל הכובד שהשתנה עדיין יכול להוביל להיווצרות הגלקסיה.
Baojiu Li, פיזיקאי במכון לקוסמולוגיה חישובית באוניברסיטת דורהאם וכתב כי "תיאוריות הכבידה שהשתנו, כולל תיאוריית הזיקית, נחקרו על ידי הקהילה במשך זמן מה. מהמחקר החדש, אמר ל- Space.com. "עם זאת, מרבית המחקרים הקודמים הללו נערכו בפשטות ביקורתית - ההנחה שהיקום מכיל רק חומר אפל וללא חומר זוהר."
אחת השאלות שלא נענו בקוסמולוגיה היא הסיבה שהיקום מתרחב, אמר לי, ומודלים אחרים ניסו לענות על שאלה זו על ידי הכנסת כוח לא ידוע בשם אנרגיה אפלה. כוח קבוע זה בתורת היחסות הכללית יכול להסביר את התפשטות היקום, אך עושה זאת על ידי הכללת כמות עצומה של חומר אפל שלא ניתן לצפות בו ונשאר בלתי מאושר.
מדענים מאמינים שכ- 68% מהיקום מורכב מאנרגיה אפלה ואילו חומר אפל מהווה 27%; חומר רגיל, הכולל גופים הנראים לעינינו כמו כוכבי לכת, כוכבים וגלקסיות, מהווה כ -5%.
"עם זאת, חלופות לקבוע קוסמולוגי, המסבירות את ההתפשטות המואצת על ידי שינוי חוק הכובד, כמו כוח הכבידה f (R), נחשבות גם הן בהתחשב במעט מה שידוע על אנרגיה אפלה", הוסיף לי.
המחקר בדק גם את ההשפעה של כוח הכבידה שהשתנה על חורים שחורים סופר-מסיביים, המוציאים חום וחומר שנשרף מהגז הדרוש ליצירת כוכבים. האנרגיה הנפלטת מחורים שחורים מזינה גם גרעינים שנמצאים בגלקסיות, ולכן ממלאת תפקיד מרכזי בהיווצרות הגלקסיות.
עם זאת, הממצאים מראים כי גם עם חוקי הכבידה השונים שמפחיתים את כמות החום שמופלטים על ידי חורים שחורים, גלקסיות עדיין נוצרות במודל המדומה של היקום בדיוק כמו שקורה ביקום הממשי.
"המחקר עצמו אינו אומר דבר על תוקף היחסות הכללית, אך הוא מצביע על דברים אפשריים שאפשר היה להסתכל עליהם כאשר מנסים להבדיל בין תיאוריית הזיקית לבין תורת היחסות הכללית עם נתונים עתידיים", אמר לי.
החוקרים מתכננים לבחון את התצפיות שלהם דרך מערך הקילומטר המרובע, קבוצת טלסקופי רדיו הממוקמים באוסטרליה ודרום אפריקה שאמורים להתקיים באמצע 2020.
המחקר פורסם ב- Nature Astronomy ב- 8 ביולי.
- תורת הכובד של איינשטיין עוברת את המבחן הקשה ביותר עד כה
- לפני 100 שנה, ניסוי מוחלט של ליקוי חמה אישר את תורת היחסות של איינשטיין
- 'עדשת כוח משיכה סולארית' עשויה להכניס Exoplanets למוקד חד
