นักฟิสิกส์เพิ่งพบนิสัยแปลกๆ ในการทำนายอวกาศ-เวลาของไอน์สไตน์

โครงสร้างแห่งอวกาศและเวลาไม่ได้รับการยกเว้นจากผลกระทบของแรงโน้มถ่วง วางเส้นโค้งมวลและกาลอวกาศรอบๆ โดยไม่ต่างกับสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อคุณวางลูกโบว์ลิ่งบนแทรมโพลีน

รอยบุ๋มในอวกาศ-เวลานี้เป็นผลมาจากสิ่งที่เราเรียกว่าหลุมแรงโน้มถ่วง และมันถูกอธิบายครั้งแรกเมื่อกว่า 100 ปีที่แล้วโดยสมการสนามของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ในทฤษฎีของเขา- จนถึงทุกวันนี้สมการเหล่านั้นยังคงอยู่ เราอยากรู้ว่าไอน์สไตน์ใส่อะไรลงไปซุปของเขา- ไม่ว่าจะเป็นอะไรก็ตาม ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปยังคงค่อนข้างมั่นคง

วิธีหนึ่งที่เรารู้ก็คือเมื่อแสงเดินทางไปตามกาล-อวกาศที่โค้งงอ แสงจะโค้งตามไปด้วย ส่งผลให้เกิดแสงที่มาถึงเราทุกคนบิดเบี้ยว ยืดออก และทำซ้ำและขยาย ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าเลนส์โน้มถ่วง นิสัยแปลกๆ ของกาล-อวกาศนี้ไม่เพียงแต่สามารถสังเกตและวัดผลได้เท่านั้น แต่ยังเป็นอีกด้วย-

แต่ทีมนักวิจัยเพิ่งพบว่าความโค้งที่คาดการณ์ของกาล-อวกาศซึ่งคำนวณโดยใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพนั้นไม่ตรงกับสิ่งที่เราสังเกตเห็นเสมอไป โดยใช้ข้อมูลจากการสำรวจที่กำลังสร้างแผนที่กาแลคซีหลายร้อยล้านแห่งทั่วจักรวาล นั่นไม่ได้หมายความว่ามีบางอย่างเสียหาย แต่มันบ่งบอกว่าอาจมีบางอย่างข้างนอกนั้นซึ่งเราไม่ได้คำนึงถึง

"จนถึงขณะนี้ ข้อมูลการสำรวจพลังงานมืดได้ถูกนำมาใช้เพื่อวัดการกระจายตัวของสสารในจักรวาล"นักฟิสิกส์ Camille Bonvin อธิบายของมหาวิทยาลัยเจนีวา ในประเทศสวิตเซอร์แลนด์ “ในการศึกษาของเรา เราใช้ข้อมูลนี้เพื่อวัดการบิดเบือนของเวลาและพื้นที่โดยตรง ทำให้เราสามารถเปรียบเทียบสิ่งที่เราค้นพบกับการคาดการณ์ของไอน์สไตน์ได้”

ที่การสำรวจพลังงานมืดเป็นความร่วมมือระหว่างประเทศที่ใช้เครื่องมือวัดแสงอันทรงพลังซึ่งติดตั้งอยู่บนกล้องโทรทรรศน์วิกเตอร์ เอ็ม บลังโก ขนาด 4 เมตร ที่หอดูดาว Cerro Tololo Inter-American ในชิลี ภารกิจหลักตามชื่อก็คือการศึกษาพลังงานมืดซึ่งเป็นพลังลึกลับที่ขับเคลื่อน-

เพื่อทำเช่นนี้ เครื่องมือนี้ได้สำรวจจักรวาลอย่างลึกซึ้งที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งหมายความว่ามันมองเห็นแสงในช่วงยุคต่างๆ โดยมองลึกเข้าไปในประวัติศาสตร์ของจักรวาลไปยังกาแลคซีที่แสงเดินทางมานานนับพันล้านปีเพื่อมาถึงเรา

นำโดยนักดาราศาสตร์ ไอแซค ตูตูโซส แห่งมหาวิทยาลัยตูลูสในฝรั่งเศส ทีมนักวิจัยตระหนักว่าพวกเขาสามารถใช้ข้อมูลมากมายนี้เพื่อทดสอบพลังการทำนายคำอธิบายทางกายภาพของจักรวาลของไอน์สไตน์ พวกเขาวัดการบิดเบือนของอวกาศ-เวลาโดยเฉพาะจากบ่อแรงโน้มถ่วงในสี่ยุคที่แตกต่างกัน: ประมาณ 3.5 พันล้านปีก่อน 5 พันล้านปีก่อน 6 พันล้านปีก่อน และ 7 พันล้านปีก่อน

จากนั้น พวกเขาเปรียบเทียบการวัดเหล่านี้กับสมการของไอน์สไตน์ที่คาดการณ์ไว้ว่าควรจะเป็น สิ่งที่น่าสนใจคือการวัดบางส่วนสอดคล้องกับการคาดการณ์ แต่ไม่ใช่ทั้งหมด

“เราค้นพบว่าในอดีตอันไกลโพ้น – 6 และ 7 พันล้านปีก่อน – ความลึกของบ่อน้ำสอดคล้องกับคำทำนายของไอน์สไตน์เป็นอย่างดี” ตูตูเซาส์อธิบาย- “อย่างไรก็ตาม ใกล้ถึงวันนี้เมื่อ 3.5 และ 5 พันล้านปีก่อน พวกมันตื้นกว่าที่ไอน์สไตน์คาดการณ์ไว้เล็กน้อย”

ความคลาดเคลื่อนเล็กน้อยแต่อาจมีความสำคัญ ตัวอย่างเช่น อาจหมายความว่าหลุมแรงโน้มถ่วงมีอัตราการเติบโตที่ช้ากว่าในจักรวาลเมื่อไม่นานมานี้ นอกจากนี้ การตรวจวัดการขยายตัวของกาลอวกาศยังชี้ให้เห็นว่าการเติบโตของจักรวาลกำลังเร่งความเร็วขึ้น และเร่งตัวมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

ความคลาดเคลื่อนนี้อาจบ่งบอกถึงความเชื่อมโยงระหว่างความเร่งของเอกภพที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานมืดกับการเติบโตอย่างช้าๆ ของหลุมแรงโน้มถ่วงในยุคเดียวกัน จะต้องมีการสังเกตการณ์เพิ่มเติมเพื่อยืนยันและเพิ่มการค้นพบของทีม

“ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นว่าการคาดการณ์ของไอน์สไตน์มีความเข้ากันไม่ได้ที่ 3 ซิกมากับการวัด ในภาษาของฟิสิกส์ ระดับความไม่ลงรอยกันดังกล่าวกระตุ้นความสนใจของเราและเรียกร้องให้มีการตรวจสอบเพิ่มเติม”นักฟิสิกส์ Natassia Grimm กล่าวของมหาวิทยาลัยเจนีวา

"แต่ความไม่ลงรอยกันนี้ยังไม่ใหญ่พอที่จะทำให้ทฤษฎีของไอน์สไตน์เป็นโมฆะ ในการที่จะเกิดขึ้น เราจะต้องถึงเกณฑ์ที่ 5 ซิกมา ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีการวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้นเพื่อยืนยันหรือหักล้างผลลัพธ์เบื้องต้นเหล่านี้ และเพื่อค้นหาว่าทฤษฎีนี้ยังคงใช้ได้ในจักรวาลของเราในระยะไกลมากหรือไม่"

งานวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์ในการสื่อสารธรรมชาติ-