Beweg dich, Einstein! 'Chamäleon'-Theorie liefert alternative Erklärung für die Entstehung des Kosmos

Die simulierte Galaxie von oben visualisiert, wobei die dunklen zentralen Regionen den Standardkräften und die hellgelben Regionen den modifizierten Kräften entsprechen.

Die simulierte Galaxie von oben visualisiert, wobei die dunklen zentralen Regionen den Standardkräften und die hellgelben Regionen den modifizierten Kräften entsprechen. (Bildnachweis: Christian Arnold/Baojiu Li/Durham University.)





Eine Gruppe von Wissenschaftlern hat eine Computersimulation des Universums erstellt, um eine alternative Theorie zu Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie zu testen.

Ihre Studie ergab, dass sich im Universum mit modifizierten Gravitationsgesetzen noch Galaxien bilden könnten, die unserer eigenen Milchstraße ähnlich sind, was darauf hindeutet, dass die Relativitätstheorie nicht die einzige Möglichkeit ist, die Rolle der Gravitation in der Welt zu erklären Entwicklung des Universums .

Physiker der Durham University in England erstellten die Computersimulationen mit einem führenden alternativen Gravitationsmodell namens 'f(R)-Gravity', auch bekannt als 'Chamäleon-Theorie', das das Verhalten der Schwerkraft entsprechend der Umgebung ändert. Die Simulationen zeigten, dass das modifizierte Gravitationsmodell immer noch zur Galaxienbildung führen könnte.



Verwandt: Einsteins Relativitätstheorie erklärt (Infografik)

Ein computergeneriertes Bild der simulierten Galaxie mit der Gasdichte als helle Punkte.

Ein computergeneriertes Bild der simulierten Galaxie mit der Gasdichte als helle Punkte. (Bildnachweis: Christian Arnold/Baojiu Li/Durham University.)



'Modifizierte Gravitationstheorien, einschließlich [der] Chamäleon-Theorie, wurden von der Community seit einiger Zeit untersucht, und viele ihrer Vorhersagen waren bekannt', Baojiu Li, Physiker am Institute for Computational Cosmology der Durham University und Co-Autor der neuen Studie, sagte guesswhozoo.com. 'Die meisten dieser früheren Studien wurden jedoch mit einer kritischen Vereinfachung durchgeführt - der Annahme, dass das Universum nur dunkle Materie und keine leuchtende Materie enthält.'

Eine der unbeantworteten Fragen in der Kosmologie ist der Grund, warum sich das Universum ausdehnt, sagte Li, und andere Modelle haben versucht, diese Frage zu beantworten, indem sie eine unbekannte Kraft namens eingeführt haben dunkle Energie . Diese konstante Kraft in der Allgemeinen Relativitätstheorie kann die Expansion des Universums erklären, tut dies jedoch, indem sie eine riesige Menge dunkler Materie einschließt, die nicht beobachtet werden kann und unbestätigt bleibt.

Wissenschaftler glauben, dass etwa 68 % des Universums aus dunkler Energie bestehen, während dunkle Materie 27 % ausmacht; normale Materie, zu der für uns sichtbare Körper wie Planeten, Sterne und Galaxien gehören, macht etwa 5 % aus.



'Allerdings werden auch Alternativen zu einer kosmologischen Konstanten, die die beschleunigte Expansion durch Modifikation des Gravitationsgesetzes erklären, wie die f(R)-Gravitation, weithin in Betracht gezogen, da über die Dunkle Energie wenig bekannt ist', fügte Li hinzu.

Die Studie untersuchte auch die Auswirkungen der modifizierten Gravitation auf supermassive Schwarze Löcher, die Wärme und Material ausstoßen, das an dem Gas verbrennt, das zur Bildung von Sternen benötigt wird. Die von Schwarzen Löchern emittierte Energie speist auch Kerne in Galaxien und spielt daher eine wichtige Rolle bei der Galaxienentstehung.

Die Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass sich selbst bei unterschiedlichen Gravitationsgesetzen, die die von Schwarzen Löchern ausgestoßene Wärmemenge verringern, im simulierten Modell des Universums immer noch Galaxien gebildet werden, genau wie im tatsächlichen Universum.

'Die Studie selbst sagt nichts über die Gültigkeit der Allgemeinen Relativitätstheorie aus, aber sie weist auf mögliche Dinge hin, die man prüfen könnte, wenn man versucht, die Chamäleon-Theorie mit zukünftigen Daten von der Allgemeinen Relativitätstheorie zu unterscheiden', sagte Li.

Die Forscher planen, ihre Beobachtungen mit dem Square Kilometre Array zu testen, einer Gruppe von Radioteleskopen in Australien und Südafrika, die bis Mitte 2020 in Betrieb gehen sollen.

Die Studie wurde veröffentlicht in Naturastronomie am 8. Juli.

Folgen Sie der vorbeiziehenden Tollwut @passantrabie . Folge uns auf Twitter @spacedotcom und weiter Facebook .