Den simulerede galakse visualiseres ovenfra med de mørke centrale regioner svarende til standardstyrker og de lysegule regioner svarende til modificerede kræfter.
(Billede: © Christian Arnold / Baojiu Li / Durham University.)
En gruppe forskere har skabt en computersimulering af universet for at afprøve en alternativ teori til Albert Einsteins teori om generel relativitet.
Deres undersøgelse fandt, at galakser, der ligner vores egen Mælkevej, stadig kunne dannes i universet med ændrede tyngdelovgivninger, hvilket antyder, at relativitetsteorien ikke er den eneste måde at forklare tyngdekraftens rolle i universets udvikling på.
Fysikere fra Durham University i England oprettede computersimuleringer ved hjælp af en førende alternativ model for tyngdekraft kaldet "f (R) -gravitet", også kendt som "Chameleon Theory", som ændrer tyngdekraftsadfærden i henhold til det omgivende miljø. Simuleringerne viste, at den modificerede tyngdekraftmodel stadig kunne føre til galaksdannelse.
"Ændrede gravitationsteorier, inklusive [Chameleon Theory], var blevet undersøgt af samfundet i et stykke tid, og mange af deres forudsigelser var kendt," Baojiu Li, fysiker ved Institute for Computational Cosmology ved Durham University og medforfatter om den nye undersøgelse, fortalte Space.com. "Imidlertid blev størstedelen af disse tidligere undersøgelser udført med en kritisk forenkling - antagelsen om, at universet kun indeholder mørkt stof og ingen lysstof."
Et af de ubesvarede spørgsmål i kosmologien er grunden til, at universet ekspanderer, sagde Li, og andre modeller har forsøgt at besvare dette spørgsmål ved at indføre en ukendt styrke kaldet mørk energi. Denne konstante kraft i teorien om generel relativitet kan forklare universets udvidelse, men gør det ved at inkludere en enorm mængde mørkt stof, som ikke kan observeres og forbliver ubekræftet.
Forskere mener, at omkring 68% af universet består af mørk energi, mens mørkt stof udgør 27%; normal stof, der inkluderer organer, der er synlige for os, såsom planeter, stjerner og galakser, udgør omkring 5%.
"Alternativer til en kosmologisk konstant, der forklarer den accelererede ekspansion ved at ændre tyngdekraften som f (R) -tyngdekraften, betragtes imidlertid også vidt i betragtning af hvor lidt der er kendt om mørk energi," tilføjede Li.
Undersøgelsen kiggede også på virkningen af modificeret tyngdekraft på supermassive sorte huller, der udsætter varme og materiale, der brænder væk ved den gas, der er nødvendig for at danne stjerner. Energien, der udsendes fra sorte huller, fører også kerner, der findes i galakser, og spiller derfor en vigtig rolle i galaksdannelsen.
Imidlertid antyder konklusionerne, at selv med forskellige tyngdekraftslove, der mindsker mængden af varme, der udsættes af sorte huller, dannes galakser stadig i universets simulerede model, ligesom de gør i det faktiske univers.
"Selve undersøgelsen siger ikke noget om gyldigheden af generel relativitet, men det peger på mulige ting, man kunne se på, når du prøver at skelne kamæleonteorien fra generel relativitet med fremtidige data," sagde Li.
Forskerne planlægger at teste deres observationer gennem Square Kilometre Array, en gruppe radioteleskoper beliggende i Australien og Sydafrika, der planlægges at være i gang i midten af 2020.
Undersøgelsen blev offentliggjort i Nature Astronomy den 8. juli.
- Einsteins teori om tyngdekraft bestås den hårdeste test til dato
- 100 år siden, et samlet solformørkelseseksperiment bekræftede Einsteins relativitetsteori
- 'Solar Gravity Lens' kunne bringe eksoplaneter i skarpt fokus
