https://bodybydarwin.com
Slider Image

تشرح نظرية الحرباء هذه أشياء عن الجاذبية لم يستطع أينشتاين فعلها

2021

بعد مرور أكثر من 100 عام على عرض ألبرت أينشتاين لأول مرة أفكاره حول كيفية انجذاب الجاذبية إلى نسيج الزمان والمكان ، ما زلنا لا نملك أي نموذج آخر يعرّف بشكل أفضل كيفية تحرك الكائنات في الكون وتصرفها. النسبية العامة ليست مجرد تفسير أكثر سلاسة من أي بديل مقترح ؛ يتضح بشكل أفضل ، لا سيما في السنوات الأخيرة من خلال اكتشاف موجات الجاذبية الممتدة عبر الكون ، وفي أول صورة تم التقاطها من ثقب أسود.

لكن النسبية العامة ليست خالية من العيوب. بينما يشرح الغالبية العظمى من ما نلاحظه من خلال الكون ، فإنه يترك حصته العادلة من الشقوق. وقد أدى ذلك إلى ظهور نماذج بديلة للجاذبية تحاول سد هذه الفجوات المعرفية. أحد هذه النماذج هو "نظرية الحرباء" التي تسمى الجاذبية f (R) ، وتشير دراسة جديدة نشرت في مجلة Nature Astronomy هذا الأسبوع إلى أنها قد تكون نموذجًا قابلاً للتطبيق لوصف كيفية تأثير الجاذبية على بعض أكبر الكائنات في الكون المعروف.

يقول باوجيو لي ، أستاذ الفيزياء بجامعة دورهام بالمملكة المتحدة وكاتب مشارك في الورقة الجديدة: "هذه الدراسة هي الأولى التي تثبت أن نظرية الجاذبية البديلة ، على الرغم من السلوك المعقد لقوة الجاذبية ، لا تزال قادرة على صنع مجرات واقعية". . "مثل هذه الدراسات ستساعدنا على التحقق من جدوى النظرية ، وكذلك تحديد الأماكن التي يمكننا فيها اختبار نظريات الجاذبية المختلفة باستخدام بيانات الرصد المستقبلية".

نظرية الحرباء هي مصطلح جامع لفئة من نظريات الجاذبية المنحرفة عن النسبية العامة. تحدد الفيزياء القياسية وجود أربع قوى أساسية (الجاذبية والكهرومغناطيسية والتفاعلات القوية والضعيفة التي تعمل على المستوى دون الذري). لكن نظرية الحرباء تعتبر وجود "قوة خامسة" إضافية مخبأة في مناطق كثيفة من الفضاء مثل النظام الشمسي ، لكنها أكثر تأثيراً في المناطق منخفضة الكثافة.

يقول لي: "مثل هذا السلوك المعتمد على البيئة للنظرية يكسبها اسم" نظرية الحرباء ". يوجد معظم الكون في إعدادات منخفضة الكثافة ، مما يعني أن هناك إمكانية قوية للعثور على توقيعات لقوة تغيير الشكل هذه واستخدامها لاختبار نظريات الحرباء.

f (R) الجاذبية هي واحدة من تلك النظريات ما يسمى الحرباء. وفقًا لما قاله لي ، فقد تم طرحه كبديل للنسبية العامة منذ أوائل عام 1970 ، حيث تمت دراسته في سياقات مختلفة كنموذج للجاذبية لشرح كل من الطفولة المبكرة للكون وكذلك حالته الحالية.

لقد وجد اهتمامًا متزايدًا بين العلماء في التسعينيات وأوائل العقد الأول من القرن العشرين عندما بدأت البيانات الكونية في إظهار أن توسع الكون كان يتسارع بالفعل. يقول لي إنه على الرغم من أن النسبية العامة تعمل "بشكل عملي جدًا" لوصف هذا التوسع المتسارع عبر الطاقة المظلمة ، فهناك بعض التناقضات بين ما يتوقع هذا النموذج حدوثه ، وما لاحظه العلماء بالفعل في البيانات. وحقيقة أننا لم نلاحظ أبداً الطاقة المظلمة كانت دائمًا شوكة كونية في جانب النسبية العامة.

ها هي المشكلة: عندما تقوم بالعبث بالجاذبية ، فأنت تعبث في الأساس بكل شيء آخر في الكون. تقرر الجاذبية كيف تتراكم المادة في الصخور والكويكبات والنجوم والمجرات - كيف يتشكل حرفيًا كل شيء . إذا كانت الجاذبية f (R) معقولة ، فيجب عليها أن تعزز كونًا يشبه عالمنا ، حيث تبدو المجرات مثل اللوالب والحذف ، وليس كسلسلة من اختبارات rorschach السماوية.

أجرى لي وفريقه عمليات محاكاة للحاسوب الفائق لكون موجهًا بجاذبية f (R) ، ووجدوا أن المجرات الواقعية ، مثل درب التبانة ، يمكن أن تتشكل بخصائص لاحظناها سابقًا ، حتى في ظل السلوك المعقد ل القوة الخامسة ، كما يقول. كان هذا على الرغم من أن نموذج الجاذبية المتغير تسبب في تغييرات في كمية الحرارة التي تنتجها الثقوب السوداء لأنها تبتلع المادة - ديناميكية يمكن أن تؤدي إلى تعطيل تشكيل المجرة بشكل كبير ، لكن بطريقة ما لم تفعل ذلك.

في حين أن النتائج تثير بالتأكيد شبح أن هناك شيئًا آخر غير النسبية العامة يدير العالم ، فإن لي وفريقه يؤكدون أنهم بالتأكيد لا يدعون إثبات أن الجاذبية حقيقية أو تدحض النسبية العامة. المحاكاة في الدراسة هي: المحاكاة. قد توجد "قوة خامسة" حقًا وتؤثر على كيفية تكوين الأشياء في الكون ، ولكن حتى يكون لدينا ملاحظات أو بيانات تثبت أن هذه التفاعلات حقيقية ، فإننا نظريون فقط. تم بناء عمليات المحاكاة نفسها بناءً على البيانات التي جمعناها حتى الآن ، ويجب أن نضع في اعتبارنا أن تكوين المجرة مجال بحث يتقدم بنشاط ، وما زالت هناك أشياء غير مؤكدة ، يقول لي. يمكن للإشارات الخاطئة التي قمنا بقياسها ، والثقوب الموجودة في البيانات ، والمتغيرات الأخرى غير المؤكدة أن تنتج بسهولة عمليات محاكاة معيبة. ولأننا لم نلاحظ أبداً طاقة مظلمة حتى الآن ، فهذا لا يعني أنها ألغيت.

لن نعرف أبدًا ما إذا كانت النسبية العامة تستحق الحذاء أم لا ما لم نتمكن من اختبار جاذبية f (R) وغيرها من نظريات الحرباء في العالم الحقيقي - ومن الواضح أن هذا القول أسهل بكثير من القيام به . نحن نعلم أن الحرباء تغير ألوانها لأننا رأينا أن ذلك يحدث في الحياة الحقيقية. ولكن كيف يفترض بنا أن نرى قوانين الجاذبية تتغير؟ كيف هو شيء مثل هذا يمكن ملاحظتها؟ لا توجد إجابة بسيطة على هذا السؤال.

يأمل الباحثون في دورهام أن يبدأوا هذه المهمة باستخدام صفيف الكيلومترات المزمع إنشاؤه ، والذي من المقرر أن يبدأ الرصد في عام 2020. وسيكون أكبر تلسكوب لاسلكي في العالم ، ينتشر عبر قارتين ، وسيكون قوياً بما يكفي للنظير إلى الفضاء ولاحظ النجوم والمجرات التي تشكلت بعد الانفجار الكبير بفترة وجيزة. في غضون بضع سنوات فقط ، قد نجمع بعض البيانات التي تكشف شيئًا عن الطاقة المظلمة والنسبية العامة ، أو ما إذا كانت نظرية الحرباء قد تلعب دورًا في التأثير على الكون. بأمانة ، لا يبدو أن تأثير آينشتاين الذي تم استبداله بنوع من السحلية أمر سيء للغاية.

10 قواعد لاختيار المخيم المثالي

10 قواعد لاختيار المخيم المثالي

سوف تبحث روفر 2020 التابعة لناسا عن المريخ بحثًا عن علامات على الحياة

سوف تبحث روفر 2020 التابعة لناسا عن المريخ بحثًا عن علامات على الحياة

33 في المئة قبالة لحظة وعاء وغيرها من الصفقات الجيدة التي تحدث اليوم

33 في المئة قبالة لحظة وعاء وغيرها من الصفقات الجيدة التي تحدث اليوم