Δευτέρα, 19 Απριλίου 2010

Η Θεωρία της Σχετικότητας ισχύει και σε κοσμική κλίμακα

Δύο νέες και ανεξάρτητες μεταξύ τους αμερικανικές επιστημονικές μελέτες, που βασίζονται σε αστρονομικές παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου ακτινών-Χ «Τσάντρα» της NASA, έθεσαν υπό έλεγχο τις θεωρίες του Αϊνστάιν, με τρόπο που ποτέ πριν δεν είχε συμβεί – και κατέληξαν να τις επιβεβαιώσουν, δείχνοντας ότι αυτές ισχύουν σε μια τεράστια γκάμα αποστάσεων χώρου και χρόνου στο αχανές σύμπαν.

Οι δύο νέες έρευνες δείχνουν ότι η Θεωρία της Σχετικότητας παραμένει –προς το παρόν τουλάχιστον- το καλύτερο εργαλείο ερμηνείας στην Κοσμολογία. Κάθε μια από τις δύο επιστημονικές ομάδες αξιοποίησε τα δεδομένα του αμερικανικού τροχιακού παρατηρητηρίου «Τσάντρα» (που έχει εκτοξευτεί από το 1999 και συνεχίζει το πολύτιμο έργο του) σχετικά με πολλά σμήνη γαλαξιών, που αποτελούν τα μεγαλύτερα αντικείμενα που έχουν παρατηρηθεί στο σύμπαν και τα οποία συγκρατούνται από τη δύναμη της βαρύτητας.

Η πρώτη μελέτη έγινε υπό τον Φάμπιαν Σμιτ του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech) και η δεύτερη υπό τον Ντέηβιντ Ραπέτι του πανεπιστημίου Στάνφορντ της Καλιφόρνιας. Τα τελευταία χρόνια, πολλοί φυσικοί έχουν στρέψει το ενδιαφέρον τους σε θεωρίες ανταγωνιστικές προς τις εκείνες του Αϊνστάιν, αναζητώντας μια εναλλακτική λύση στη Γενική Σχετικότητα ως πιθανή εξήγηση για την επιταχυνόμενη επέκταση του σύμπαντος. Η πιο δημοφιλής εξήγηση γι’ αυτή την επιτάχυνση, προς το παρόν, είναι η λεγόμενη «κοσμολογική σταθερά», η οποία μπορεί να κατανοηθεί ως ενέργεια που υπάρχει στον κενό χώρο και η οποία επίσης αποκαλείται «σκοτεινή» ενέργεια, επειδή δεν μπορεί να γίνει αντιληπτή άμεσα.

Η πρώτη μελέτη δεν βρήκε στοιχεία που να επιβεβαιώνουν τη λεγόμενη θεωρία «f(R) βαρύτητα», η οποία προβάλλει ως αντίπαλο δέος στη Γενική Σχετικότητα, επικυρώνοντας έτσι έμμεσα την θεωρία του Αϊνστάιν. Η δεύτερη μελέτη εξέτασε άμεσα την ισχύ της ίδιας της θεωρίας της Γενικής Σχετικότητας, σε μεγαλύτερη από ποτέ πριν κοσμολογική κλίμακα. Μέχρι σήμερα, η θεωρία του Αϊνστάιν είχε ελεγχθεί και επαληθευθεί μόνο σε πειράματα είτε εργαστηρίου είτε μέχρι μικρότερης κλίμακας (του ηλιακού μας συστήματος), αφήνοντας ανοιχτή την πιθανότητα ότι σε μεγαλύτερη κλίμακα στο σύμπαν η θεωρία μπορεί τελικά να καταρρέει.

Οι ερευνητές του Στάνφορντ σύγκριναν τις παρατηρήσεις του «Τσάντρα» σχετικά με το πόσο γρήγορα έχουν διαχρονικά μεγαλώσει τα σμήνη γαλαξιών, με τις θεωρητικές προβλέψεις της θεωρίας του Αϊνστάιν. Το αποτέλεσμα ήταν μια σχεδόν πλήρης συμφωνία ανάμεσα στις προβλέψεις της Γενικής Σχετικότητας και τις αστρονομικές παρατηρήσεις. Η θεωρία πέτυχε να προβλέψει με μεγάλη ακρίβεια πόσες μεγάλες ομάδες γαλαξιών θα έπρεπε να έχουν σχηματιστεί κατά τα τελευταία πέντε δισεκατομμύρια χρόνια υπό την ώθηση της βαρύτητας.

Οι παρατηρήσεις αφορούσαν εκατοντάδες σμήνη γαλαξιών σε όλο τον ουρανό, σε συνδυασμό με παρατηρήσεις σούπερ-νόβα, της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου στο σύμπαν, της κατανομής και των αποστάσεων μεταξύ των γαλαξιών κ.α. Τα σμήνη γαλαξιών αποτελούν κρίσιμο παράγοντα παροχής πληροφοριών για να κατανοήσουν οι επιστήμονες το σύμπαν ως σύνολο, κυρίως επειδή οι παρατηρήσεις των μαζών των ομάδων γαλαξιών επηρεάζονται άμεσα από τη δύναμη της βαρύτητας.

Άλλες τεχνικές, όπως η παρατήρηση των σούπερ-νόβα και οι μετρήσεις σχετικά με την κατανομή των γαλαξιών, μετρούν κοσμικές αποστάσεις που εξαρτώνται μόνο από τον ρυθμό επέκτασης του σύμπαντος. Αντίθετα, η παρατήρηση των ομάδων γαλαξιών, που χρησιμοποιήθηκε χάρη στα νέα στοιχεία του «Τσάντρα», μετρά επιπροσθέτως τον ρυθμό επέκτασης του Κόσμου υπό την επίδραση της βαρύτητας.

«Η κοσμική επιτάχυνση (σ.σ. διαστολή-επέκταση) αποτελεί μια μεγάλη πρόκληση για τη σύγχρονη φυσική. Οι μετρήσεις της επιτάχυνσης έχουν φέρει στο προσκήνιο το πόσα λίγα γνωρίζουμε για τη βαρύτητα σε κοσμικές κλίμακες, όμως αρχίζουμε τώρα πια να μειώνουμε την άγνοιά μας», δήλωσε ο Άνταμ Μαντς του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA, ο οποίος συμμετείχε στη δεύτερη επιστημονική έρευνα

Δεν υπάρχουν σχόλια:

LinkWithin

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...