อัลเบิร์ตไอน์สไตน์ชนะอีกครั้ง ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขาได้พิสูจน์ความถูกต้องในการทำนายว่าแสงเดินทางจากกลุ่มกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลที่สุดในจักรวาลอย่างไรตามการวัดใหม่
อย่างไรก็ตามการค้นพบนี้ยังไม่พิสูจน์ทฤษฎีทางเลือกของแรงโน้มถ่วงที่คิดค้นขึ้นเพื่อยกเลิกความต้องการพลังงานมืดซึ่งคิดว่าจะทำให้เกิดการขยายตัวของจักรวาล
การค้นพบใหม่มาจากการศึกษาแสงจากกาแลคซีห่างไกลหลายแสนแห่งสัมพัทธภาพทั่วไปทำนายว่าความยาวคลื่นของแสงนี้จะถูกเลื่อนด้วยจำนวนเล็กน้อยเนื่องจากมวลของกาแลคซีในผลที่เรียกว่าการเปลี่ยนสีแดงแรงโน้มถ่วง
เอฟเฟกต์นั้นยากมากที่จะวัดเพราะมันเล็กที่สุดในสามประเภทของการเปลี่ยนสีแดงโดย Redshift ก็เกิดจากการเคลื่อนไหวของกาแลคซีและการขยายตัวของจักรวาลโดยรวม เพื่อแยกแยะแหล่งที่มาของ Redshift ทั้งสามแหล่งนักวิจัยพึ่งพากาแลคซีจำนวนมากในตัวอย่างการสำรวจท้องฟ้าดิจิตอล Sloan ซึ่งอนุญาตให้พวกเขาทำการวิเคราะห์ทางสถิติ -Twisted Physics: 7 การค้นพบที่น่าเหลือเชื่อ-
ปริมาณของ redshift ที่พวกเขาพบว่าดูเหมือนจะเกิดจากแรงโน้มถ่วงที่ตกลงกันอย่างแน่นอนกับการทำนายของสัมพัทธภาพทั่วไป
“ เรามีการวัดที่เป็นอิสระของมวลคลัสเตอร์ดังนั้นเราจึงสามารถคำนวณความคาดหวังของการเปลี่ยนสีแดงกาวความโน้มถ่วงบนพื้นฐานของสัมพัทธภาพทั่วไปคือ” Rados นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์นักดาราศาสตร์ของมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนกล่าว "มันเห็นด้วยกับการวัดเอฟเฟกต์นี้"
Wojtak เป็นผู้เขียนบทความรายงานผลในฉบับวันพรุ่งนี้ (29 ก.ย. ) ของวารสาร Nature
เวลาอวกาศที่บิดเบี้ยว
สัมพัทธภาพทั่วไปที่เสนอโดย Einstein ในปี 1916 ปฏิวัติวิธีคิดเกี่ยวกับนักฟิสิกส์พื้นที่และเวลา- โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันรวมแนวคิดทั้งสองซึ่งคิดว่าเป็นอิสระเป็นหนึ่งเอนทิตี และมวลไอน์สไตน์แสดงให้เห็นว่าส่งผลกระทบต่อเวลาอวกาศอย่างลึกซึ้งโดยการแปรปรวน
ที่ซึ่งคุณมีมวลขนาดใหญ่เช่นกระจุกกาแล็กซี่มีแรงโน้มถ่วงและเวลาอวกาศที่แข็งแกร่งเกิดขึ้นอย่างรุนแรงทำให้เกิดเวลาย้ายเร็วขึ้น- แสงที่ปล่อยออกมาในสภาพแวดล้อมนี้จะมีความถี่บางอย่างซึ่งเกี่ยวข้องกับมาตราส่วนเวลา (หรือแรงโน้มถ่วง) ของสภาพแวดล้อม เมื่อแสงนั้นเดินทางไปยังสภาพแวดล้อมใหม่ให้พูดกับกล้องโทรทรรศน์บนโลกซึ่งมีแรงโน้มถ่วงที่ต่ำกว่าและเวลาเคลื่อนที่ช้ากว่าความถี่ของแสงจะลดลง ความถี่ที่ลดลงนั้นเทียบเท่ากับความยาวคลื่นที่ยาวกว่าหรือสีแดง นี่คือความโน้มถ่วง redshift
นักฟิสิกส์ใช้เวลา 43 ปีในการตรวจสอบหลักฐานการเปลี่ยนสีแดงแรงโน้มถ่วง การค้นพบนี้เกิดขึ้นในปี 2502 เมื่อนักวิจัยวัดการเปลี่ยนสีแดงแรงโน้มถ่วงในแสงแกมม่าเรย์ที่ปล่อยออกมาในห้องแล็บที่นี่บนโลก
“ นี่เป็นการทดลองที่ก้าวล้ำ” Wojtak กล่าว
การศึกษาอื่น ๆ ยืนยันถึงผลกระทบในดวงอาทิตย์และในดาวฤกษ์ขนาดเล็กใกล้เคียงที่เรียกว่าคนแคระขาว แต่ไม่มีใครสามารถตรวจสอบการพิสูจน์การทำนายของสัมพัทธภาพทั่วไปในระดับจักรวาลจนถึงปัจจุบัน
“ ในงานของเราเรานำเสนอเป็นครั้งแรกที่เอฟเฟกต์เดียวกัน แต่ในระดับที่มีขนาดใหญ่กว่าขนาดใหญ่กว่า” Wojtak บอกกับ LiveScience "นี่เป็นผลกระทบเชิงสัมพัทธภาพทั่วไปเพียงอย่างเดียวซึ่งได้รับการสังเกตและได้รับการยืนยันในพื้นที่บนโลกและในระดับที่สอดคล้องกับจักรวาลเรามีการเชื่อมโยงระหว่างระดับท้องถิ่นของโลกและกลุ่มกาแลคซี"
ทฤษฎีทางเลือก
การค้นพบนี้สนับสนุนทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่มีอยู่แล้วซึ่งประสบความสำเร็จในการทำนายปรากฏการณ์จักรวาลจำนวนมากที่สังเกตได้ทั่วทั้งจักรวาล
แต่ยังคงมีทฤษฎีการแข่งขันที่ได้รับการเสนอในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเพื่อรองรับการค้นพบที่แปลกประหลาดว่าจักรวาลดูเหมือนจะมีมวลมากกว่าเพียงแค่เรื่องที่มองเห็นได้ที่เราสามารถมองเห็นได้และจักรวาลดูเหมือนจะเร่งในการขยายตัว
ภายในกรอบของสัมพัทธภาพทั่วไปนักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นแนวคิดที่เรียกว่าสสารมืดและพลังงานมืดตามลำดับเพื่อจัดการกับปัญหาเหล่านี้ แต่นักวิจัยบางคนบอกว่าสิ่งประดิษฐ์ที่แปลกประหลาดเหล่านี้ไม่จำเป็นถ้าเราเพียงแค่ปรับแต่งสัมพัทธภาพทั่วไป
หนึ่งทฤษฎีการแข่งขันดังกล่าวเรียกว่าทฤษฎี F (R) โมเดลนี้ก็เห็นด้วยกับ Wojtak และการวัดใหม่ของเพื่อนร่วมงานของเขา อย่างไรก็ตามทฤษฎีทางเลือกอื่นที่เรียกว่า Tensor - Vector - Scalar Gravity (TEVES) จะขัดแย้งกับการค้นพบใหม่ เพื่อรักษาทฤษฎีนักฟิสิกส์จะต้องทำการเปลี่ยนแปลงบางอย่าง -วิดีโอ: สสารมืดใน 3-D-
ในที่สุดเมื่อมีการรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกาแลคซีที่อยู่ไกลออกไปการวัดจักรวาลควรมีความแม่นยำมากขึ้นและนักฟิสิกส์อาจแยกแยะความแตกต่างที่ดีขึ้นระหว่างโมเดลการแข่งขัน
"การอภิปรายเกี่ยวกับคุณสมบัติของแรงโน้มถ่วงจะดำเนินต่อไป แต่งานบุกเบิกของ Wojtak และเพื่อนร่วมงานให้เห็นศักยภาพของการทดสอบทางดาราศาสตร์ใหม่เพื่อให้บรรลุความแม่นยำสูงขึ้นเมื่อกาแล็กซี่ redshifts นับล้าน เรียงความประกอบในธรรมชาติฉบับเดียวกัน
คุณสามารถติดตามนักเขียนอาวุโส LiveScience Clara Moskowitz บน Twitter @Claramoskowitz-ติดตาม LiveScience สำหรับข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุดและการค้นพบบน Twitter@livescienceและต่อไปFacebook-
