Esplorare lo “squilibrio cosmico” nella gravità

Siamo un passo avanti verso la comprensione dei misteri ai confini dell’universo.

Un gruppo di ricercatori in Università di Waterloo Gli scienziati e l’Università della British Columbia hanno scoperto un possibile “problema tecnico cosmico” nella gravità dell’universo, che spiega il suo strano comportamento a livello cosmico.

Negli ultimi 100 anni, i fisici si sono affidati alla teoria della “relatività generale” di Albert Einstein per spiegare come funziona la gravità nell’universo. La relatività generale, dimostrata accurata da innumerevoli test e osservazioni, indica che la gravità influisce non solo su tre dimensioni fisiche, ma anche su una quarta dimensione: il tempo.

“Questo modello di gravità è stato essenziale per tutto, dall’endoscopia la grande esplosione Robin Wynn, l’autore principale del progetto, un neolaureato in fisica matematica a Waterloo, ha detto:

Sfide su scala globale

“Ma quando cerchiamo di comprendere la gravità a livello cosmico, a livello degli ammassi di galassie e oltre, incontriamo chiare contraddizioni con le previsioni della relatività generale. È come se la gravità stessa avesse completamente smesso di corrispondere alla teoria di Einstein. Chiamiamo questa contraddizione un ‘problema tecnico cosmologico’.” “La gravità diventa circa l’1% più debole quando si ha a che fare con distanze di miliardi di anni luce.”

Per più di vent’anni fisici e astronomi hanno cercato di creare un modello matematico che spiegasse le apparenti contraddizioni nella teoria della relatività generale. Molti di questi sforzi sono stati intrapresi a Waterloo, che vanta una lunga storia di ricerca gravitazionale all’avanguardia derivante dalla continua collaborazione interdisciplinare tra matematici applicati e astrofisici.

Contesto storico e sforzi di ricerca

“Quasi un secolo fa, gli astronomi hanno scoperto che il nostro universo si sta espandendo”, ha detto Niayesh Afshordi, professore di astrofisica all’Università di Waterloo e ricercatore presso il Perimeter Institute.

“Più le galassie sono lontane, più velocemente si muovono, fino al punto in cui sembrano muoversi quasi alla velocità della luce, il massimo consentito dalla teoria di Einstein. I nostri risultati suggeriscono che anche la teoria di Einstein, su queste stesse scale, può farlo essere inadeguato”.

Modifica della teoria di Einstein

Il nuovo modello di “problema tecnico cosmologico” elaborato dal gruppo di ricerca modifica ed estende le formule matematiche di Einstein in un modo che risolve l’incoerenza di alcune misurazioni cosmologiche senza influenzare gli usi già riusciti della relatività generale.

“Consideratela come una nota a piè di pagina della teoria di Einstein”, ha detto Wen. “Una volta raggiunto il Regno Cosmico, si applicano termini e condizioni.”

“Questo nuovo modello potrebbe essere solo la prima prova del puzzle cosmico che stiamo iniziando a svelare attraverso lo spazio e il tempo”, ha detto Afshordi.

Lo studio, intitolato “A Universal Gravity Flaw”, appare in Giornale di cosmologia e fisica delle astroparticelle.

Riferimento: “Cosmic Gravity Glitch” di Robin Y. Wen, Lucas T. Herget, Niayesh Afshordi e Douglas Scott, 20 marzo 2024, Giornale di cosmologia e fisica delle astroparticelle.
doi: 10.1088/1475-7516/2024/03/045