Naučnici iz celog sveta su rekonstruisali zakone gravitacije, kako bi pomogli da se dobije preciznija slika univerzuma i njegovog ustroja.
Standardni model kosmologije zasnovan je na opštoj relativnosti, koja opisuje gravitaciju kao zakrivljenje ili savijanje prostora i vremena. Dok je dokazano da Ajnštajnove jednačine veoma dobro funkcionišu u našem Sunčevom sistemu, nije bilo opservacijski potvrđeno da rade u celom univerzumu.
Međunarodni tim kosmologa, uključujući naučnike sa Univerziteta u Portsmutu u Engleskoj, sada je bio u mogućnosti da testira Ajnštajnovu teoriju gravitacije u spoljnim dometima svemira.
To su uradili tako što su ispitivali nove podatke posmatranja iz svemirskih i zemaljskih teleskopa koji mere širenje univerzuma, kao i oblike i distribuciju udaljenih galaksija.
Studija, objavljena u Nature Astronomi, istraživala je da li bi modifikacija opšte relativnosti mogla pomoći u rješavanju nekih otvorenih problema sa kojima se suočava standardni model kosmologije.
Profesor Kazuia Koiama, sa Instituta za kosmologiju i gravitaciju Univerziteta u Portsmutu, kaže: „Znamo da se širenje univerzuma ubrzava, ali da bi Ajnštajnova teorija funkcionisala potrebna nam je ova misteriozna kosmološka konstanta.
„Različita merenja brzine kosmičkog širenja daju nam različite odgovore, takođe poznate kao Hablova napetost. Da bismo pokušali da se izborimo sa ovim, promenili smo odnos između materije i prostor-vremena i proučavali koliko dobro možemo da ograničimo odstupanja od predviđanja opšte relativnosti. . Rezultati su bili obećavajući, ali smo još uvek daleko od rešenja.“
Moguće modifikacije jednačine opšte relativnosti sadržane su u tri fenomenološke funkcije koje opisuju širenje univerzuma, efekte gravitacije na svetlost i efekte na materiju. Koristeći statističku metodu poznatu kao Bajesov zaključak, tim je po prvi put rekonstruisao tri funkcije istovremeno.
„Delimične rekonstrukcije ovih funkcija urađene su u poslednjih 5 do 10 godina, ali nismo imali dovoljno podataka da precizno rekonstruišemo sve tri u isto vreme“, dodaje profesor Kojama.
„Ono što smo otkrili je da trenutna zapažanja postaju dovoljno dobra da dobiju ograničenje odstupanja od opšte relativnosti. Ali u isto vreme, smatramo da je veoma teško rešiti ovaj problem koji imamo u standardnom modelu čak i proširenjem naše teorije gravitacije .
„Jedna uzbudljiva perspektiva je da ćemo za nekoliko godina imati mnogo više podataka iz novih sondi. To znači da ćemo moći da nastavimo da poboljšavamo ograničenja za modifikacije opšte relativnosti koristeći ove statističke metode.“
Predstojeće misije će isporučiti veoma preciznu 3D mapu grupisane materije u univerzumu, koju kosmolozi nazivaju strukturom velikih razmera. Oni će ponuditi neviđen uvid u gravitaciju na velikim udaljenostima.
Profesor Levon Pogosian, sa Univerziteta Simon Frejzer u Kanadi, kaže da „kako se era precizne kosmologije odvija, mi smo na ivici učenja o gravitaciji na kosmološkim skalama sa velikom preciznošću. Sadašnji podaci već daju zanimljivu sliku, koja, ako potvrđeno sa većom snagom ograničavanja, moglo bi utrti put ka rješavanju nekih od otvorenih izazova u kosmologiji.“
