Η θεωρία της γενικής σχετικότητας του Albert Einstein του 1915 είναι αυτή με την οποία αντιλαμβανόμαστε το σύμπαν, ωστόσο εξακολουθεί να παρουσιάζει ασυνέπειες όταν πρόκειται για τον υπολογισμό της επίδρασής της σε τεράστιες αποστάσεις. Μια νέα έρευνα δείχνει ότι οι ασυνέπειες αυτές είναι αποτέλεσμα μιας κοσμικής δυσλειτουργίας στην ίδια την βαρύτητα.
Στα 109 χρόνια από τότε που διατυπώθηκε για πρώτη φορά, η γενική σχετικότητα παρέμεινε η καλύτερη περιγραφή της βαρύτητας σε γαλαξιακή κλίμακα, ενώ και τα τα πειράματα που είχαν γίνει επιβεβαίωναν την ακρίβειά της. Η θεωρία αυτή έχει επίσης χρησιμοποιηθεί για να προβλέψει πτυχές του σύμπαντος που αργότερα θα επιβεβαιωθούν από παρατηρήσεις. Σε αυτές περιλαμβάνονται η Μεγάλη Έκρηξη, η ύπαρξη μαύρων τρυπών, ο βαρυτικός φακός και τα βαρυτικά κύματα.
«Αυτό το μοντέλο της βαρύτητας, όπως δηλαδή είχε διατυπωθεί από τον Albert Einstein, ήταν απαραίτητο για τα πάντα, από τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης μέχρι τη φωτογράφηση των μαύρων τρυπών», αναφέρει Robin Wen του Πανεπιστημίου του Waterloo. «Αλλά όταν προσπαθούμε να κατανοήσουμε τη βαρύτητα σε κοσμική κλίμακα, στην κλίμακα των σμηνών γαλαξιών και πέρα από αυτήν, συναντάμε προφανείς ασυνέπειες με τις προβλέψεις της γενικής σχετικότητας».
Η βαρύτητα εξασθενεί, κατά περίπου 1% όταν πρόκειται για αποστάσεις δισεκατομμυρίων ετών φωτός, συμπληρώνει ο ίδιος. Είναι σχεδόν σαν η ίδια η βαρύτητα να σταματά να ταιριάζει απόλυτα με τη θεωρία του Einstein αναφέρει χαρακτηριστικά.
Η κοσμική δυσλειτουργία που περιγράφει η ομάδα θα απαιτούσε μια αλλαγή σε μια τιμή που ονομάζεται βαρυτική σταθερά. Αυτή η μεταβολή θα συνέβαινε καθώς οι υπολογισμοί πλησιάζουν τον superhorizon ή τη μέγιστη απόσταση που θα μπορούσε να έχει διανύσει το φως από την αρχή του σύμπαντος.
Τι είναι η γενική σχετικότητα και πως θα μπορούσε να ήταν λάθος;
Η ανακάλυψη της γενικής σχετικότητας ήταν τόσο επαναστατική, επειδή αντί να περιγράφει τη βαρύτητα σαν μα μυστηριώδη δύναμη, ανέφερε ότι η βαρύτητα προκύπτει από την καμπυλότητα του χώρου και του χρόνου, που είναι ενωμένοι σε μια ενιαία οντότητα που ονομάζεται «χωροχρόνος». Και αυτή η καμπυλότητα, συνειδητοποίησε ο Αϊνστάιν, διαμορφώνεται από αντικείμενα με μάζα.
Η θεωρία της βαρύτητας του Einstein, διαδέχθηκε τη Νευωτώνια θεωρία, η οποία δεν μπορούσε να εξηγήσει τα πάντα. Η θεωρία του Einstein μπορούσε να εξηγήσει πράγματα που η Νευτώνια δεν το έκαναν, όπως η ιδιόμορφη τροχιά του Ερμή γύρω από τον ήλιο. Η θεωρία του Νεύτωνα δεν ήταν λανθασμένη για τη βαρύτητα, αλλά δεν μπορούσε να εφαρμοστεί σε κλίμακες πλανητών, άστρων και γαλαξιών.
Είναι όμως η γενική σχετικότητα λάθος;
Μάλλον όχι. Ως θεωρία, ήταν πολύ ακριβής στην πρόβλεψη πτυχών του σύμπαντος που δεν γνωρίζαμε. Για παράδειγμα, η πρώτη εικόνα μιας μαύρης τρύπας που καταγράφηκε από το τηλεσκόπιο Event Horizon αποκαλύφθηκε τον Απρίλιο του 2019, έμοιαζε με τις προβλέψεις της γενικής σχετικότητας.
Ωστόσο, οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι υπάρχουν μερικά ζητήματα με τη γενική σχετικότητα που μπορεί να απαιτήσουν την ενδεχόμενη αναθεώρησή της. Για παράδειγμα, η θεωρία δεν συμβαδίζει με την κβαντομηχανική την καλύτερη περιγραφή που έχουμε για τη φυσική σε θεμελιώδη επίπεδα μικρότερα από το άτομο. Αυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι δεν υπάρχει επί του παρόντος κβαντική θεωρία που να περιγράφει τη βαρύτητα. Επομένως, μικρές προσαρμογές της θεωρίας της γενικής σχετικότητας, είναι αναπόφευκτες.
Δεν είναι η πρώτη φορά που η θεωρία της γενικής σχετικότητας θα αλλάξει. Ο Einstein αρχικά συμφωνούσε με τους υπόλοιπους επιστήμονες της εποχής του ότι το σύμπαν ήταν στατικό και έτσι πρόσθεσε τη παράμετρο λ για να διασφαλίσει ότι η γενική σχετικότητα περιέγραφε ένα στατικό σύμπαν. Ο Edwin Hubble ωστόσο στη συνέχεια τον έπεισε ότι δεν είναι στατικό, αλλά αντίθετα διαστάλλεται. Αμέσως την αφαίρεσε από τους υπολογισμούς του, θεωρώντας την ως τη μεγαλύτερη γκάφα του. Η παράμετρος λ όμως επέστρεψε αργότερα, όταν οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ότι όχι μόνο διαστέλλεται, αλλά ότι ο ρυθμός διαστολής επιταχύνεται.
Οι ερευνητές πίσω από αυτή τη θεωρία της κοσμικής δυσλειτουργίας προτείνουν ότι οι μελλοντικές παρατηρήσεις της μεγάλης κλίμακας της δομής του σύμπαντος και ενός universal πεδίου ακτινοβολίας που ονομάζεται κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο (CMB) από ένα γεγονός που συνέβη λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη θα μπορούσαν να ρίξουν φως στο αν μια κοσμική δυσλειτουργία στη βαρύτητα είναι υπεύθυνη για τις σημερινές «κοσμικές εντάσεις».
Η πλήρης έρευνα είναι διαθέσιμη εδώ
