Ahli astronomi telah menganalisis peta terbesar alam semesta – dan mendapati bahawa Einstein benar sekali lagi gravitimenurut satu siri kajian baru.
Analisis, yang melihat hampir 6 juta galaksi dan quasar yang menjangkau 11 bilion tahun masa kosmik, mendapati bahawa walaupun pada skala besar, daya graviti bertindak seperti yang diramalkan oleh teori Albert Einstein tentang relativiti am.
Hasilnya mengesahkan teori utama ahli kosmologi tentang alam semesta dan nampaknya mengehadkan teori graviti alternatifkata para penyelidik. Di mana keputusan memberi ruang untuk penjelasan baharu tentang percanggahan aneh dalam model, seperti alam semesta kadar pengembangan yang berbeza pada peringkat yang berbeza dalam hidupnya, masih tidak jelas. Para penyelidik menerbitkan penemuan mereka hari ini (19 Nov) dalam beberapa kertas pada pelayan pracetak arXiv dan akan membentangkannya pada bulan Januari pada mesyuarat Persatuan Astronomi Amerika di National Harbour, Maryland.
“Relativiti am telah diuji dengan sangat baik pada skala sistem suria, tetapi kami juga perlu menguji bahawa andaian kami berfungsi pada skala yang lebih besar,” Pauline Zarroukahli kosmologi di Pusat Penyelidikan Saintifik Kebangsaan Perancis (CNRS) yang bersama-sama mengetuai analisis, berkata dalam satu kenyataan. “Mempelajari kadar galaksi terbentuk membolehkan kami menguji teori kami secara langsung dan, setakat ini, kami selaras dengan ramalan relativiti umum pada skala kosmologi.”
Ahli kosmologi telah lama membahaskan tingkah laku graviti pada jarak yang jauh. Teori utama, yang dipanggil model jirim gelap sejuk lambda, dibina daripada teori Einstein untuk menawarkan pandangan paling komprehensif tentang pelbagai fenomena astronomi.
Berkaitan: Penyelidik melihat galaksi 'triple-ring' yang jarang berlaku yang menentang penjelasan
Tetapi keraguan tentang beberapa elemen dalam model, seperti jirim gelap dan tenaga gelap — dua entiti misteri yang tidak berinteraksi dengan cahaya tetapi menyumbang sebahagian besar jisim dan tenaga di alam semesta — bersama dengan ketidakupayaan model untuk meramalkan beberapa pemerhatian, telah menyebabkan puak saingan memperjuangkan penjelasan alternatif.
Salah satu daripada ini ialah dinamik Newtonian (MOND) yang diubah suai, yang mencadangkan bahawa untuk tarikan graviti 10 trilion kali lebih kecil daripada yang dirasai di permukaan Bumi, seperti tarikan antara galaksi yang jauh, hukum Newton (yang membina relativiti am) rosak dan mesti digantikan dengan persamaan lain.
Untuk mencari petunjuk tentang bagaimana graviti berkelakuan pada skala besar, para penyelidik beralih kepada data dari tahun pertama Alat Spektroskopi Tenaga Gelap (DESI) dipasang pada Teleskop 4 meter Nicholas U. Mayall di Arizona, yang menentukan kedudukan bulanan berjuta-juta galaksi untuk mengkaji bagaimana alam semesta berkembang sehingga hari ini.
Para saintis menjalankan “analisis bentuk penuh” yang membuat ukuran tepat pertumbuhan struktur galaksi dari semasa ke semasa. Ia mendedahkan bahawa, manakala tenaga gelap boleh berkembang dari semasa ke semasastruktur alam semesta berpadanan rapat dengan ramalan yang dibuat oleh teori Einstein.
“Ini adalah kali pertama DESI melihat pertumbuhan struktur kosmik,” Dragan Hutererseorang profesor teori kosmologi dan astrofizik di Universiti Michigan dan ketua bersama kumpulan DESI yang mentafsir data kosmologi, berkata dalam kenyataan itu. “Kami menunjukkan keupayaan baharu yang luar biasa untuk menyiasat graviti yang diubah suai dan menambah baik kekangan pada model tenaga gelap. Dan ia hanyalah puncak gunung ais.”
Masih terlalu awal untuk menyatakan dengan tepat apa maksud ini bagi pandangan keseluruhan kami tentang kosmos, tetapi dua tahun akan datang data yang dikumpul DESI ditetapkan untuk dikeluarkan pada musim bunga 2025. Percubaan, yang kini berada di peringkat keempat daripada lima tahun, akan mengumpul data daripada sekitar 40 juta galaksi dan quasar pada masa ia tamat. Jika jawapannya ada di luar sana, kita mungkin tidak perlu menunggu terlalu lama untuk mencarinya.
