Czy kameleon może zbudować galaktykę? Według nowych modeli komputerów tak.
To nie jest surrealistyczny żart, a raczej implikacja ostatnich symulacji, które mają na celu wyjaśnienie wewnętrznych mechanizmów ciemnej energii, tajemniczej siły, która rozprasza wszystko we wszechświecie. Odkrycia, opublikowane 8 lipca w czasopiśmie Nature Astronomy, wspierają model ciemnej energii znany jako Teoria Chameleona.
Ślady ciemnej energii odkryto po raz pierwszy pod koniec lat 90., kiedy kosmolodzy zmierzyli światło z odległych supernowych i zdali sobie sprawę, że gwiazdy są ciemniejsze niż się spodziewano, co sugeruje, że tkanina czasoprzestrzeni nie tylko rozszerza się, ale przyspiesza w swojej ekspansji. Fizycy zaproponowali istnienie siły, która działała wbrew grawitacji, odpychając rzeczy od siebie, a nie łącząc je ze sobą.
Większość naukowców popiera ideę, że ciemna energia to tak zwana stała kosmologiczna, rodzaj energii nagromadzonej w próżni samej przestrzeni kosmicznej, powiedział Baojiu Li, fizyk matematyczny z Uniwersytetu Durham w Wielkiej Brytanii, powiedział Live Science. „Ten prosty model działa bardzo dobrze praktycznie i jest prostym dodatkiem do modelu kosmologicznego bez konieczności modyfikowania prawa grawitacji” - powiedział.
Problem polega na tym, że wiodące teorie fizyki przewidują, że wartość energii próżni powinna być o 120 rzędów wielkości wyższa niż obserwacje kosmologów z rzeczywistych pomiarów ciemnej energii we wszechświecie, powiedział Li. Więc fizycy szukali alternatywnych wyjaśnień, w tym teorii kameleona.
Teoria proponuje nową siłę, na szczycie czterech już znanych, za pośrednictwem cząstki zwanej cząsteczką kameleona, zgodnie z wyjaśnieniami w czasopiśmie Sky and Telescope. Siła kameleona działałaby jak ciemna energia, rozbijając galaktyki w kosmosie. Ale nieoczekiwana piąta siła wiąże się z własnym dylematem - dlaczego nasze instrumenty nigdy wcześniej nie widziały takiej cząstki?
Teoria sugeruje, że cząsteczki kameleona, podobnie jak ich gadzi imiona, mogą wtopić się w otoczenie, aby uniknąć wykrycia. Zamiast zmieniać kolor, cząsteczki te zmieniają masę. W środowiskach o dużej gęstości, takich jak w pobliżu Ziemi, mają one dużą masę i dlatego są trudne do wykrycia. Dlatego nie widzimy wpływu cząstek kameleona na nasz układ słoneczny, a jedynie na bardzo duże skale kosmologiczne, w których, zgodnie z teorią, materia jest niewielka.
Aby przetestować teorię kameleona, naukowcy przeprowadzili potężne symulacje komputerowe, obracając wirtualną ciemną materię - jeszcze nieznaną substancję znacznie przewyższającą materię widzialną we wszechświecie - z czterema znanymi siłami i cząsteczkami kameleona, aby stworzyć struktury niebieskie, takie jak nasz układ słoneczny , zgodnie z oświadczeniem.
Ale do tej pory ograniczenia mocy przetwarzania oznaczały, że modele nie mogą zawierać zwykłej, widzialnej materii, takiej jak protony i elektrony. Li i jego koledzy wykorzystali superkomputery, aby w końcu włączyć zwykłe cząstki obok wszystkiego innego i wytworzyć struktury w skali galaktyki.
„Symulacje pokazują, że realistyczne galaktyki, takie jak nasza Droga Mleczna, mogą się formować pomimo skomplikowanego zachowania grawitacji w środku” - powiedział Li.
Dodał, że zespół ma nadzieję, że dalsze modelowanie ujawni sposoby odróżnienia teorii od innych hipotez dotyczących ciemnej energii.
Czy zatem te idee podważają ogólną teorię względności Einsteina, o czym szeroko informowano?
„Wyzwanie to mocne słowo”, powiedział Jeremy Sakstein, fizyk z University of Pennsylvania w Filadelfii, który nie był zaangażowany w pracę, powiedział Live Science.
Dodał, że aby przetestować ogólną teorię względności, warto mieć konkurencyjne teorie, a te nowe badania stanowią krok w kierunku przewidywania tego, co te alternatywy mogą zobaczyć w skalach kosmologicznych.
