Ova kompozitna slika skupa galaksija Abell 3376 pokazuje podatke dobivene rendgenskim teleskopom Chandra te ROSAT u zlatnoj boji, i optičku sliku iz Digitized Sky Survey u crvenoj, zelenoj i plavoj boji te VLA radio sliku u plavoj boji. Svemir ubrzava ekspanziju. To je činjenica koja zbunjuje kozmologe a Einsteinova teorija relativnosti ne daje jasan odgovor na pitanje zašto se to događa. Iz tog se razloga pojavljuju brojne nove teorije, koje imaju potencijala objasniti razloge ubrzane ekspanzije svemira, no često su u određenim segmentima manjkave, te ne daju dovoljno čvrstih dokaza za pouzdano objašnjenje ubrzavanja ekspanzije svemira. Posljednjih godina fizičari su se okrenuli konkurentskim teorijama opće teorije relativnosti kao mogućem objašnjenju za ubrzanu ekspanziju svemira, a trenutno najpopularnije objašnjenje za ubrzanje jest tzv. kozmološka konstanta, koja se može razumjeti kao energija koja postoji u vakuumu. Ova se energija naziva tamna energija, upravo kako bi se naglasilo da ne može biti izravno detektirana.

Dvije nove i nezavisne studije postavile su na kušnju Einstenovu opću teoriju relativnosti kao nikada do sada. Rezultati koji su dobiveni koristeći NASA-in CHANDRA X-ray (rendgenski) Opservatorij pokazuju da je Einstenova teorija i dalje "glavna faca u gradu".
Ova kompozitna slika skupa galaksija Abell 3376 pokazuje podatke dobivene rendgenskim teleskopom Chandra te ROSAT u zlatnoj boji, i optičku sliku iz Digitized Sky Survey u crvenoj, zelenoj i plavoj boji te VLA radio sliku u plavoj boji. Svaki je tim znanstvenika iskoristio prednost opsežnih promatranja (pomoću Chandre) skupova galaksija koji predstavljaju najveće objekte u svemiru, a koje na okupu drži gravitacija. Rezultati jednog istraživanja podriva gravitacijski model koji je smatran rivalom Opće teorije relativnosti, dok rezultati drugog istraživanja pokazuju da Einsteinova teorija vrijedi u širokom rasponu vremena i udaljenosti diljem svemira. Prva su otkrića značajno oslabila konkurenta Općoj teoriji relativnosti, teoriji poznatoj kao teorija "f(R) gravitacija". U f(R) teoriji, ubrzanje svemira ne dolazi od neke egzotične forme, već od modificirane sile gravitacije. Prema ovoj teoriji modificirana sila gravitacije također utječe na stopu kod koje i mala povećanja materije mogu tijekom eona narasti u masivne skupove galaksija, što otvara mogućnost testiranja točnosti ove hipoteze.
"Kada bi opća teorija relativnosti bila boksački prvak u teškoj kategoriji, ova druga se teorija može usporediti s protivnikom lake kategorije. Naši rezultati pokazuju da su šanse za pobjedu šampiona vrlo tanke" kaže Fabian Schmidt sa Kalifornijskog Instituta Tehnologije u Passadeni, koji je vodio istraživanje. Schmidt i kolege koristili su procjenu mase 49 skupova galaksija u lokalnom svemiru te ih usporedili s teoretskim modelom predviđanja i istraživanja smjerova, mikrovalnom pozadinom svemira te raširenošću distribucije galaksija. Nisu pronašli dokaza da je gravitacija na skalama većim od 130 milijuna svjetlosnih godina drugačija od onog što predviđa opća teorija relativnosti.

Skup galaksija Abell 1689 Drugo nezavisno istraživanje također je na kušnju stavilo opću teoriju relativnosti, izravno je testirajući kroz svemirske udaljenosti i vremena. Sve do sada opća Relativnost je bila potvrđena samo putem laboratorijskih eksperimenata na veličinama koje vrijede u Sunčevom sustavu, ostavljajući otvorena vrata mogućnosti da opća relativnost ne vrijedi na puno većim rasponima veličina i vrijednosti. Da bi ispitali to pitanje, grupa sa Univerziteta Stanford usporedila je Chandrina promatranja brzine rasta skupova galaksija kroz vrijeme, sa predviđanjima temeljenima na općoj teoriji relativnosti. Rezultati promatranja i istraživanja poklopili su se s rezultatima koji se dobivaju općom teorijom relativnosti.
"Einsteinova je teorija opet prevagnula, ovaj put u izračunu koliko se masivnih skupova formiralo pod pritiskom gravitacije u posljednjih pet milijardi godina. Uzbudljivo je to što su naši rezultati do sada najjači dokaz održivosti opće relativnosti i u kozmičkim rasponima vrijednosti." kaže David rapetti s Kavli Instituta za Astrofiziku čestica i kozmologiju pri Univerzitetu Stanford - voditelj navedenog istraživanja. Rapetti i kolege temelje rezultate svojeg istraživanja na uzorku od 238 skupova galaksija detektiranih putem ROSAT X-ray teleskopa. Ovim su podacima dodana detaljna mjerenja mase sa 71 udaljenog skupa galaksija te 23 relativno bliska skupa putem Chandra teleskopa. Ta mjerenja su kombinirana sa istraživanjima supernova, pozadinskih mikrovalova, distribucije galaksija i procijenjene međusobne udaljenosti skupova galaksija.

Skupovi galaksija su značajni objekti u potrazi za razumijevanjem svemira kao cjeline. S obzirom da su promatranja mase skupova galaksija direktno osjetljiva na svojstva gravitacije - istraživanja istih pružaju presudno važne informacije. Druge tehnike poput promatranja supernova ili distribucije galaksija mjere kozmičke udaljenosti koje ovise isključivo o stopi ekspanzije svemira. U kontrastu tome, tehnika skupova koju su koristili Rapetti i kolege dodatno mjeri stopu rasta strukture svemira pod utjecajem gravitacije.
"Ubrzavanje rasta svemira predstavlja veliki izazov modernom razumijevanju fizike. Mjerenja ubrzanja rasta pokazala su koliko zapravo malo znamo o ponašanju gravitacija pri velikim kozmičkim vrijednostima, no sada radimo na tome da smanjimo to neznanje." kaže Adam Mantz, koautor Rapettia iz NASA-e.

Izvor: http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/10-032.html

Stavi na: