
一个奇怪的“宇宙小故障”重力研究人员建议,可以在最大的尺度上解释宇宙的怪异行为。
首先由阿尔伯特·爱因斯坦在1915年,对重力如何在中等大小上起作用的重力的理论仍然是我们最好,最准确的理解。
然而,越来越远,以查看了巨大的重力结合星系相互作用的群体,并且似乎出现了一些不一致之处。这表明在宇宙距离时,理论上的重力实际上可能会变得稍弱。
在3月20日发表的一项研究中宇宙学和天线物理学杂志,研究人员将这种差异描述为“宇宙故障”,他们说他们提出的解决方案可以帮助我们了解宇宙最持久的奥秘。
“这就像在球体的表面上做一个难题,然后将碎片放在平桌上并试图将它们放在一起。”Niayesh afshordi,安大略省滑铁卢大学的天体物理学教授告诉《现场科学》。 “在某个时候,桌子上的碎片不太适合彼此,因为您使用的框架错误。
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“小故障是对爱因斯坦等价原理(或洛伦兹对称性)的根本侵犯的吸烟枪,这可能指向量子重力的根本不同的图片,大爆炸或黑洞,” Afshordi补充说。
关注的宇宙
爱因斯坦的理论一般相对论非常擅长描述量子尺度以上的宇宙,它甚至预测了我们的宇宙的其他方面,包括黑洞,光,引力波和大爆炸的重力镜头。
然而,理论与现实之间存在一些差异。首先,试图缩小一般相对论以描述重力的运作方式多少尺度通常将其坚固的方程式转变为难以理解的胡说八道。
其次,完成我们当前的宇宙模型需要引入两个神秘的添加,称为暗物质和暗能量。这些实体被认为是构成宇宙的大部分内容,从未直接检测到,也没有解释为什么我们的宇宙是根据我们的外观,以不同的速度扩展。
针对这些问题,新论文的作者提出了一个简单的建议:在不同距离尺度上对爱因斯坦理论的调整。
“修改非常简单:我们假设宇宙学量表的通用引力常数与较小(例如太阳系或银河系的鳞片,”阿夫肖迪说。“我们称其为宇宙小故障。”
Afshordi说,这种调整会改变宇宙微波背景中发现的模式 - 剩余的辐射在大爆炸发生后380,000年,以及宇宙的结构和扩展。这些调整是微妙的,但是暗示重力定律超过距离尺度可能是深刻的。
他补充说:“我们找到了故障的证据:宇宙重力比银河/太阳系重力弱约1%。”
研究人员说,下一代星系调查可以证实故障的存在,包括使用欧洲航天局'欧几里得太空望远镜, 这暗能量光谱仪和西蒙斯天文台。他们说,这些工具应对故障进行测量,比目前可能的精确四倍,因此确认或排除其理论。
但是,一些科学家说,对爱因斯坦相对论的简单修改可能还不够。实际上,天文观察所揭示的差异可能是我们对宇宙的理解需要完全改写的暗示。
“这种新模型适合数据并不奇怪,但这也许是在告诉我们一些事情。”斯科特·多尔森(Scott Dodelson),无参与研究的Carnegie Mellon University的物理学教授和物理学系主任。
他告诉Live Science:“如果是这样,这意味着我们比我们想象的要少得多。” “我的直觉是,我们不再添加更多新的东西,而需要一个新的范式。但是,没有人提出任何有意义的东西。”