Vai Einšteins ir apdraudēts?
Publicēts: 25.10.2009
Vispārīgās relativitātes teorija kopš Einšteina laikiem ir turpinājusi savu slavas un uzvaras gājienu. Artūrs Edingtons 1919. gadā novēroja Saules gravitācijas lauka radīto izliekumu. Rasels Alans Halss un Jozefs Hūtons Teilors atklāja pulsāru PSR B1913+16, kurš ne tikai atnesa viņiem Nobela prēmiju, bet arī apstiprināja Einšteina teorijas pareizību. Tomēr neviena zinātniskā teorija nav akmenī iekalta.
Ikviena teorija pastāvīgi tiek pakļauta dažādām pārbaudēm. Einšteina vispārīgās relativitātes teorija nav izņēmums. Reičela Bīna no Kornela universitātes ir apkopojusi krietnu gūzmu kosmoloģijas datu, tai skaitā Habla teleskopa veiktos vājās gravitacionālās lēcošanas mērījumu datus, lai pārliecinātos, ka vispārīgās relativitātes teorija pareizi apraksta Visuma lielo struktūru īpašības.
Izrādījās, ka nē. Lielākajā daļā gadījumu vispārīgās relativitātes teorija nebija savietojama ar datiem. Vai tas nozīmē, ka Einšteina teorija nav pareiza un ģeniālais fiziķis ir smagi kļūdījies?
Šāda mēroga teoriju pārbaudīšana ir problemātiska. Jebkura veida laiktelpas izliekums var būt Einšteina teorijas risinājums. Jums vajag tikai pareizo matēriju un enerģiju. Lai veiktu korektu pārbaudi, jums jābūt pārliecinātiem, kas tad patiesībā rada gravitācijas lauku konkrētajā situācijā. Liela mēroga struktūrās tiek pieņemts, ka tā ir parastā matērija, tumšā matērija un tumšā enerģija.
Ja parastā matērija un tās īpašības ir daudz maz skaidras, tad par tumšo matēriju un enerģiju var teikt, ka mēs domājam, ka kaut ko zinām par šīm visuma sastāvdaļām. Viens no šādiem pieņēmumiem ir, ka tumšā matērija un enerģija nerada anizotropisko spriedzi.
Vispārīgās relativitātes teorija paredz, ka noteikts izliekums ir saistīts ar telpu un noteikts ar laiku. Abiem izliekumiem būtu jābūt vienādiem. Var izmērīt abus lielumus, izdalīt vienu ar otru un, ja Einšteina pieņēmums ir pareizs, iegūsiet "1".
Saules sistēmā šī sakarība ir pārbaudīta un atzīta par spēkā esošu. Bīnas pētījumi par lielajām Visuma struktūrām norāda uz anomālijām. Iespējams, ka daudz lielākos attālumos un darbojoties vājākiem gravitācijas spēkiem, relativitātes teorija nav tāda, kādu mēs to vērojam Saules sistēmas ietvaros. Bīnas aprēķinos iegūtais laika un telpas izliekuma attiecības maksimums bija novirzīts starp 3 un 4.
Pirmo reizi COSMOS dati tika publicēti jau 2007. gadā. Ričards Messejs no Karaliskās Edinburgas observatorijas nelielās novirzes no attiecības "1" toreiz norakstīja uz nedaudz lielāku parastās un tumšās matērijas koncentrāciju novērojamajā apgabalā.
Bīna šos datus caurskatīja atkārtoti, pieņemot, ka laika un telpas komponentēm nav jābūt vienādām. Atklājās, ka laika periodā pirms 8 līdz 11 miljardiem gadu laika izliekums bija trīs reizes spēcīgāks par telpas izliekumu.
"Tas ir respektabla kosmologa nopietns darbs," teica Šīns Kerols no Kalifornijas tehnoloģiju institūta. "Vai nu rezultāts ir nepareizs un mums ir jāsaprot kādēļ, vai arī tas ir pareizs un mēs esam revolūcijas priekšvakarā."
Pilnīgi iespējams, ka COSMOS fotografētais apgabals pats par sevi ir anomālija. "Iespējams tur ir kāda masīva galaktiku kopa, kas pastiprina vājo lēcošanas signālu. Varbūt tur ir vairāk tumšās matērijas," teica Asants Kūreijs no Kalifornijas universitātes, kurš piedalījās šī apgabala izpētē, izmantojot Kanādas-Francijas-Havaju salu teleskopa datus. Viņiem neizdevās atrast novirzes no vispārīgās relativitātes teorijas. "Vienīgais veids pārbaudīt šo pieņēmumu, ir palielināt aplūkojamo apgabalu."
Lielas cerības tiek liktas uz Tumšās enerģijas izpētes projektu, kas sāks darbu 2011. gadā. Tiks veikta daudz plašāku debesu apgabalu detalizēta izpēte, kas ļaus iegūt daudz precīzākus datus par to, kā tiek deformēta gaisma.
Discover, New Scientist
Komentāri
