https://bodybydarwin.com
Slider Image

Aquesta “teoria del camaleó” explica coses sobre la gravetat que Einstein no podia

2022

Més de 100 anys després que Albert Einstein exposés per primera vegada les seves idees sobre com la gravetat es teixeix en el teixit de l’espai-temps, encara no tenim cap altre model que defineixi millor com es mouen i es comporten els objectes de l’univers. La relativitat general no és només una explicació més suau que qualsevol alternativa proposada; es demostra millor, sobretot en els darrers anys a través de la detecció d’ones gravitacionals que s’arruguen pel cosmos i a la primera imatge realitzada d’un forat negre.

Però la relativitat general no és impecable. Si bé explica la gran majoria del que observem a través de l’univers, deixa la seva bona part d’esquerdes. Això ha donat lloc a models alternatius de gravetat que intenten cobrir aquestes llacunes de coneixement. Un d'aquests models és una "teoria del camaleó" anomenada f (R) gravetat, i un nou estudi publicat a Nature Astronomy aquesta setmana suggereix que pot ser un model viable per descriure com la gravetat ha influït en alguns dels objectes més grans de l'univers conegut.

"Aquest estudi és el primer que demostra que una teoria de la gravetat alternativa, malgrat el comportament complicat de la força gravitatòria, encara pot fer galàxies realistes", afirma Baojiu Li, professor de física de la Universitat de Durham al Regne Unit i coautor del nou treball. . “Estudis com aquest ens ajudaran a comprovar la viabilitat d’una teoria, així com a identificar llocs on podrem provar les diferents teories de la gravetat mitjançant dades observacionals futures.”

La teoria de camaleons és un terme catàlic per a una classe de teories de la gravetat que es desvien de la relativitat general. La física estàndard exposa l'existència de quatre forces fonamentals (gravetat, electromagnetisme i interaccions fortes i febles que treballen a nivell subatòmic). Però la teoria del camaleó considera l'existència d'una "cinquena força" addicional amagada a les regions més denses de l'espai com el sistema solar, però molt més influent en les regions de baixa densitat.

"Aquest comportament depenent de l'ambient de la teoria el guanya el nom de" teoria del camaleó ", diu Li. La major part de l’univers existeix en entorns de baixa densitat, cosa que significa que hi ha un fort potencial per trobar signatures d’aquesta força de canvi de forma i utilitzar-la per provar les teories del camaleó.

La gravetat f (R) és una de les anomenades teories del camaleó. Segons Li, s'ha posat en marxa una alternativa a la relativitat general des del 1970, estudiant-se en diferents contextos com a model de gravetat per explicar tant la primera infància de l'univers com el seu estat actual.

Va trobar un interès ressorgent entre els científics a la dècada de 1990 i a principis dels anys 2000 quan les dades cosmològiques van començar a mostrar que l'expansió de l'univers s'estava accelerant. Li diu que, mentre que la relativitat general funciona molt pràcticament per descriure aquesta expansió accelerada a través de l’energia fosca, hi ha algunes discrepàncies entre el que preveu que hauria de passar aquest model i el que els científics han observat en realitat a les dades. I el fet que mai no hem observat l'energia fosca sempre ha estat una espina cosmològica en el costat de la relativitat general.

Heus aquí la captura: quan us penseu amb la gravetat, bàsicament esteu embolicant tota la resta de l’univers. La gravetat decideix com la matèria s’agrega a roques, asteroides, estrelles, galàxies Com literalment tot pren forma. Si la gravetat f (R) és plausible, hauria de fomentar un univers semblant al nostre, on les galàxies semblin espirals i el·lipses i no com una sèrie de proves rorschach celestes.

Li i el seu equip van realitzar simulacions d’un supercomputador d’un univers guiat per la gravetat de f (R), i van trobar que galàxies realistes, com la nostra Via Làctia, poden formar-se amb propietats que ja hem observat anteriorment, fins i tot enmig del comportament complicat de la cinquena força, diu. Això malgrat que un model de gravetat alterat va provocar canvis en la quantitat de forats negres de calor produïts a mesura que engoleixen la matèria una dinàmica que podria trastocar massivament la formació de galàxies, però d’alguna manera no ho va fer.

Si bé les troballes plantegen certament l’espectre que alguna cosa que no sigui la relativitat general recorre el món, Li i el seu equip subratllen que certament no pretenen demostrar que la gravetat f (R) és real, ni desaprova la relativitat general. Les simulacions de l’estudi són només les simulacions. Una a cinquena força podria existir i influir en la forma en què es formen les coses a l´univers, però fins que no tinguem observacions o dades que demostrin que aquestes interaccions són reals, només teoritzem. Les simulacions es construeixen a partir de les dades que hem recopilat fins ara i que hem de tenir en compte que la formació de galàxies és un camp de recerca que avança activament, i encara hi ha coses que no són incertes. diu Li. Els senyals falsos que hem mesurat, forats a les dades i altres variables incertes podrien produir fàcilment simulacions defectuoses. I només perquè no hem observat mai energia fosca, no vol dir que s'ha cancel·lat.

Mai no sabrem en realitat si la relativitat general mereix o no la prova, tret que realment puguem provar la gravetat de f (R) i altres teories del camaleó del món real i això és evident que és molt més fàcil dir que fer-ho . Sabem que els camaleons canvien els seus colors perquè hem vist que passava a la vida real. Però, com hem de veure canviar les lleis de la gravetat? Com es pot observar alguna cosa així? No hi ha cap resposta senzilla a aquesta pregunta.

Els investigadors de Durham esperen iniciar aquesta tasca fent servir el proper quadrat quilòmetre Array, que s’inicia les observacions el 2020. Serà el radiotelescopi més gran del món, repartit pels dos continents i que serà prou potent com per mirar a l’espai. i observeu estrelles i galàxies que es van formar poc després del Big Bang. En pocs anys, podríem obtenir algunes dades que revelen alguna cosa sobre l'energia fosca i la relativitat general, o si una teoria del camaleó pot estar en joc en la influència de l'univers. Sincerament, tenir la influència d’Einstein substituïda per una espècie de sargantana no sona tan malament.

Un biòleg evolutiu pren els cossos absurds dels superherois

Un biòleg evolutiu pren els cossos absurds dels superherois

L’escalfament global no és “anivellar”, així que deixeu de dir-ho

L’escalfament global no és “anivellar”, així que deixeu de dir-ho

Frankenstein es va basar en alguns experiments molt reals (i molt esgarrifosos)

Frankenstein es va basar en alguns experiments molt reals (i molt esgarrifosos)