Einsteinova teorie relativity je pravděpodobně nepřesná, zjistili vědci v nové studii

Vyplývá to z nové studie kosmologa Kazuya Koyamy z Portsmouthské univerzity a fyzika Levona Pogosiana z univerzity Simona Frasera. Výsledky svého výzkumu publikovali v odborném časopise Nature Astronomy.
 
Kvantová teorie předpovídá, že vesmírné vakuum je nabité energií. Ta se nazývá temná energie a nejde nijak změřit. Vědecké přístroje totiž dokáží měřit pouze změny energie, ne její celkové množství.

Podle Einsteina má tato temná energie odpudivou gravitaci – tlačí prázdný prostor od sebe a způsobuje tak rozpínání vesmíru. V roce 1998 pak bylo zjištěno, že se rozpínání vesmíru zrychluje.
 
Množství temné energie, potřebné k vysvětlení tohoto zrychlování, je ale mnohem menší, než předpovídá kvantová teorie. Je proto otázkou, zda temná energie skutečně působí gravitační silou a ovlivňuje rozpínání vesmíru. Pokud ano, proč je její gravitace mnohem slabší, než se předpokládá? Pokud ne, co způsobuje kosmické zrychlení?

Související

Martin Pokorný

Polarizované rentgenové paprsky odhalují tvar a…

Jiří Kostka

Některé planety dokáží podle astronomů zpomalit…

Vědci neví, co temná energie je. Musí ale předpokládat, že existuje, aby vysvětlili rozpínání vesmíru. Stejně tak musí předpokládat, že existuje určitý typ neviditelné hmoty, které se říká temná hmota.

Tyto předpoklady vychází ze standardní kosmologické teorie Lambda-CDM, která stojí na Einsteinových myšlenkách. Ty předpokládají, že ve vesmíru je 70 % temné energie, 25 % temné hmoty a 5 % běžné hmoty. Tento model odpovídá téměř všem údajům, které kosmologové shromáždili za posledních 20 let.
 
Skutečnost, že většina vesmíru je tvořena temnými silami a látkami, které nedávají smysl, však přiměla mnoho fyziků k zamyšlení, zda Einsteinova gravitační teorie nepotřebuje nějaké úpravy. Zvrat se objevil před několika lety, když vyšlo najevo, že různé způsoby měření rozpínání vesmíru dávají různé odpovědi. Tento problém vědci označují jako Hubbleovo napětí.
 
Obecná teorie relativity popisuje gravitaci jako zakřivení prostoru a času, které ohýbá dráhy, po nichž se pohybuje světlo a hmota. Předpovídá, že trajektorie světelných paprsků i hmoty by měly být gravitací ohýbány stejným způsobem.
 
„Abychom zjistili, zda je obecná teorie relativity správná i v celovesmírném měřítku, rozhodli jsme se zkoumat hned tři její aspekty. Rozpínání vesmíru, vliv gravitace na světlo a vliv gravitace na hmotu. Na základě těchto parametrů jsme v počítačové simulaci zrekonstruovali gravitaci vesmíru v průběhu kosmické historie,“ uvedl tým vědců ve své studii.
 
Výsledky rekonstrukce poté porovnali s předpovědí modelu Lambda-CDM. Zjistil, že v měření se objevují náznaky možného nesouladu s Einsteinovou předpovědí. Znamená to, že existuje možnost, že gravitace ve velkém měřítku funguje jinak a že obecnou teorii relativity bude možná potřeba upravit. „Věříme, že náš přístup může jednoho dne pomoci vyřešit některé z největších záhad v kosmologii," dodal tým vědců na závěr.

Zdroj: Nature Astronomy, ScienceAlert