חוקרים מציעים שינוי לתורת היחסות הכללית של איינשטיין, המצביע על "תקלה קוסמית" שגורמת לכוח המשיכה לחלש מעט על פני מרחקים קוסמיים עצומים. התאמה זו יכולה לעזור להסביר כמה תופעות לא ידועות ביקום. קרדיט: twoday.co.il.com
מתקרבים צעד אחד להבנת תעלומות בקצה היקום.
קבוצת חוקרים ב- אוניברסיטת ווטרלו ואוניברסיטת קולומביה הבריטית גילו "תקלה קוסמית" פוטנציאלית בכוח המשיכה של היקום, מה שמסביר את התנהגותו המוזרה בקנה מידה קוסמי.
במשך 100 השנים האחרונות, הפיזיקאים הסתמכו על תורת "תורת היחסות הכללית" של אלברט איינשטיין כדי להסביר כיצד פועל כוח הכבידה ברחבי היקום. תורת היחסות הכללית, שהוכחה כמדויקת על ידי אינספור בדיקות ותצפיות, מציעה שכוח הכבידה משפיע לא רק על שלושה ממדים פיזיים אלא גם על ממד רביעי: זמן.
"מודל הכבידה הזה היה חיוני לכל דבר, החל מהתיאוריה של המפץ הגדול לצילום חורים שחורים", אמר רובין וון, הסופר הראשי של הפרויקט ובוגר לאחרונה של ווטרלו פיזיקה מתמטית.
אתגרים בקנה מידה קוסמי
"אבל כאשר אנו מנסים להבין את כוח המשיכה בקנה מידה קוסמי, בקנה מידה של צבירי גלקסיות ומחוצה לה, אנו נתקלים בחוסר עקביות לכאורה עם התחזיות של תורת היחסות הכללית. זה כמעט כאילו כוח המשיכה עצמו מפסיק להתאים באופן מושלם לתיאוריה של איינשטיין. אנו מכנים את חוסר העקביות הזה 'תקלה קוסמית': כוח הכבידה נחלש באחוז אחד כאשר מתמודדים עם מרחקים במיליארדי שנות אור. "
במשך יותר מעשרים שנה, פיסיקאים ואסטרונומים מנסים ליצור מודל מתמטי המסביר את חוסר העקביות לכאורה של תורת היחסות הכללית. רבים מהמאמצים הללו התרחשו בווטרלו, שיש לה היסטוריה ארוכה של מחקר כבידה חדשני הנובע משיתוף פעולה בין-תחומי מתמשך בין מתמטיקאים שימושיים ואסטרופיזיקאים.
הקשר היסטורי ומאמצי מחקר
"לפני כמעט מאה שנה, אסטרונומים גילו שהיקום שלנו מתרחב", אמר ניאיש אפשורדי, פרופסור לאסטרופיזיקה באוניברסיטת ווטרלו וחוקר במכון הפרימטר.
"ככל שהגלקסיות רחוקות יותר, כך הן נעות מהר יותר, עד כדי כך שנראה שהן נעות כמעט במהירות האור, המקסימום המותר על פי התיאוריה של איינשטיין. הממצא שלנו מצביע על כך שבסולמות אלה ממש, התיאוריה של איינשטיין עשויה להיות גם לא מספקת."
שינוי התיאוריה של איינשטיין
המודל החדש של צוות המחקר של "תקלה קוסמית" משנה ומרחיב את הנוסחאות המתמטיות של איינשטיין באופן שפותר את חוסר העקביות של חלק מהמדידות הקוסמולוגיות מבלי להשפיע על שימושים מוצלחים קיימים בתורת היחסות הכללית.
"תחשוב על זה כמו הערת שוליים לתיאוריה של איינשטיין," אמר וון. "ברגע שאתה מגיע לקנה מידה קוסמי, יחולו תנאים והגבלות."
"המודל החדש הזה עשוי להיות רק הרמז הראשון בפאזל קוסמי שאנו מתחילים לפתור על פני חלל וזמן", אמר אפשורדי.
המחקר, "תקלה קוסמית בכבידה", מופיע ב- כתב עת לקוסמולוגיה ופיזיקה של אסטרוחלקיקים.
