„Teorie Einsteina przetestowane na największą skalę w historii”
Albert Einstein w swojej teorii względności opisał grawitację, jako zjawisko zakrzywiające czasoprzestrzeń pod wpływem masy, co przez ponad sto lat fascynowało i inspirowało naukowców. Choć została ona potwierdzona na wielu poziomach, badacze nieustannie szukają miejsc, gdzie mogłaby się ona nie sprawdzać. Nowe, imponujące badania kosmosu potwierdzają jednak, że nawet na największych skalach teoria Einsteina wciąż jest zgodna z obserwacjami wszechświata.
Największy test teorii względności
Od czasów Einsteina naukowcy starali się znaleźć przypadki, w których jego teoria grawitacji by nie obowiązywała. Do tej pory nie przeprowadzono jednak testów na tak ogromną skalę, jak w nowym badaniu, prowadzonym przez Mustaphę Ishak-Boushaki z Uniwersytetu Teksańskiego w Dallas. Wykorzystał on dane z instrumentu Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) w Arizonie, gromadzącego informacje o galaktykach na przestrzeni miliardów lat.
DESI zebrał dane o niemal 6 milionach galaktyk, które ukształtowały się i zgrupowały w ciągu ostatnich 11 miliardów lat. Badacze połączyli te informacje z wynikami innych wielkich badań, takich jak mapowanie mikrofalowego promieniowania tła (CMB) oraz supernowych. Dzięki temu mogli porównać te dane z przewidywaniami zawartymi w teorii grawitacji Einsteina oraz innych współczesnych, konkurencyjnych teoriach. Wyniki? Nie zaobserwowano odchyleń od przewidywań Einsteina.
Ewolucja galaktyk i grawitacja
Struktura wszechświata, a zwłaszcza sposób, w jaki formowały się galaktyki, jest silnym testem naszej wiedzy o grawitacji. To właśnie grawitacja ukształtowała galaktyki z niewielkich fluktuacji materii we wczesnym wszechświecie. Jeśli teoria Einsteina miała by zawodzić, różnice w strukturze kosmosu byłyby łatwe do zauważenia na tak wielkich odległościach i czasach.
Badanie DESI obejmuje nie tylko dane o galaktykach, ale także informacje o mikrofalowym promieniowaniu tła oraz wybuchach supernowych, które są kluczowymi wskaźnikami w badaniach kosmologicznych. Dzięki tym danym możliwe było stworzenie najbardziej precyzyjnej mapy wszechświata i jego ewolucji, co pozwoliło potwierdzić, że grawitacja działa zgodnie z przewidywaniami Einsteina nawet na odległościach rzędu miliardów lat świetlnych.
Ciemna energia i rozszerzający się wszechświat
Nowa analiza dostarcza także wskazówek na temat tajemniczej ciemnej energii, która według obecnych teorii odpowiada za przyspieszanie ekspansji wszechświata. Już Einstein w swoich najwcześniejszych pracach z ogólnej teorii względności wprowadził tzw. stałą kosmologiczną, która miała pełnić funkcję anty-grawitacyjnej siły i mogła by tłumaczyć przyspieszającą ekspansję. Jednak ostatnie wyniki badań DESI sugerują, że ciemna energia być może nie jest stała i mogła zmieniać się z biegiem czasu, co otwiera nowe możliwości interpretacji danych.
Nathalie Palanque-Delabrouille z Lawrence Berkeley National Laboratory w Kalifornii podkreśla, że obserwowane odchylenia od stałej kosmologicznej mogą prowadzić nas do zupełnie nowych odkryć. Może to być klucz do lepszego zrozumienia, jak ciemna energia wpływa na wszechświat i jego ewolucję.
Co przyniosą dalsze badania?
Obecne wyniki pochodzą tylko z jednego roku obserwacji instrumentu DESI. Jednak zespół naukowców planuje kolejne testy, które mają objąć dane z trzech lat działania DESI, a pełna baza danych ma obejmować pozycje i właściwości aż 40 milionów galaktyk. Naukowcy oczekują, że te wyniki przyniosą odpowiedzi na kluczowe pytania dotyczące naszej wiedzy o wszechświecie, w tym na temat tajemniczej ciemnej energii oraz innych zagadek kosmologii.
Itamar Allali z Uniwersytetu Brown w Rhode Island podkreśla wagę tych badań. Uważa, że przyszłe analizy mogą pomóc rozwiązać kilka fundamentalnych zagadek kosmologii, takich jak dokładne określenie stałej Hubble’a, która mierzy tempo rozszerzania się wszechświata, czy też przybliżenie masy trudnych do zaobserwowania cząstek, takich jak neutrina. Co więcej, mogą również ujawnić nowe składniki kosmicznej rzeczywistości, takie jak hipotetyczna „ciemna radiacja”.
Zakończenie
Badania DESI nie tylko potwierdziły poprawność teorii Einsteina na największych możliwych skalach, ale otworzyły także drzwi do nowych pytań i wyzwań. W miarę jak zbierane będą kolejne dane, naukowcy mogą zbliżyć się do odpowiedzi na pytania o naturę ciemnej energii, a także o inne tajemnicze elementy wszechświata. Przyszłe odkrycia mogą zrewolucjonizować naszą wiedzę o kosmosie i jego ewolucji, co czyni te badania jednymi z najbardziej ekscytujących projektów kosmologicznych naszych czasów.
