Un nou studiu realizat în colaborare cu oamenii de știință de la NASA, își propune să analizeze aplicabilitatea teoriei gravitației a lui Albert Einstein.
Universul se extinde într-un ritm accelerat, iar oamenii de știință nu știu încă motivul. Acest fenomen pare să contrazică tot ceea ce înțeleg cercetătorii despre efectul gravitației asupra cosmosului. Cauza accelerației, numită energie întunecată, rămâne un mister.
În urmă cu mai bine de un secol, Albert Einstein a dezvoltat teoria relativității generale pentru a descrie gravitația și până acum a prezis cu exactitate totul, de la orbita lui Mercur, până la existența găurilor negre. Dar dacă această teorie nu poate explica energia întunecată, au argumentat unii oameni de știință, atunci poate că trebuie să modifice unele dintre ecuațiile acesteia sau să adauge noi componente.
Pentru a afla dacă acesta este cazul, membrii Sondajului Energiei Întunecate au căutat dovezi că puterea gravitației a variat de-a lungul istoriei universului sau pe distanțe cosmice. O constatare pozitivă ar indica faptul că teoria lui Einstein este incompletă, ceea ce ar putea ajuta la explicarea expansiunii accelerate a universului. Ei au examinat și date de la alte telescoape, pe lângă Blanco, inclusiv satelitul Planck ESA (Agenția Spațială Europeană) și au ajuns la aceeași concluzie.
Studiul arată că teoria lui Einstein încă funcționează. Deci încă nu există o explicație pentru energia întunecată. Această cercetare va alimenta însă două misiuni viitoare: misiunea Euclid a ESA, programată să fie lansată nu mai devreme de 2023, care are contribuții de la NASA; și telescopul spațial roman Nancy Grace de la NASA, care va fi lansat cel târziu în mai 2027. Ambele telescoape vor căuta modificări ale forței gravitației în timp sau distanță.
Oamenii de știință știu ce s-a întâmplat în trecutul universului privind obiecte îndepărtate. Un an-lumină este o măsură a distanței pe care o poate parcurge lumina într-un an (aproximativ 6 trilioane de mile sau aproximativ 9,5 trilioane de kilometri). Asta înseamnă că un obiect la un an lumină distanță ne apare așa cum era acum un an, când lumina a părăsit obiectul pentru prima dată. Și galaxiile aflate la miliarde de ani-lumină distanță ne apar așa cum au apărut cu miliarde de ani în urmă. Noul studiu a analizat galaxiile cu aproximativ 5 miliarde de ani în trecut. Euclid va privi cu 8 miliarde de ani în trecut, iar Roman va privi în urmă cu 11 miliarde de ani.
Galaxiile în sine nu dezvăluie puterea gravitației, ci modul în care arată când sunt privite de pe Pământ. Cea mai mare parte a materiei din universul nostru este materie întunecată, care nu emite, reflectă sau interacționează în alt mod cu lumina.
Deși oamenii de știință nu știu din ce este făcută această energie, ei știu că este acolo, deoarece gravitația ei o dezvăluie: rezervoare mari de materie întunecată din universul nostru deformează spațiul însuși. Pe măsură ce lumina călătorește prin spațiu, ea întâlnește aceste porțiuni de spațiu deformat, ceea ce face ca imaginile galaxiilor îndepărtate să pară curbate sau murdare. Această imagine a fost afișată într-una dintre primele imagini lansate de telescopul spațial James Webb al NASA.
Oamenii de știință de la Dark Energy Survey caută imagini ale galaxiilor pentru distorsiuni mai subtile datorate spațiului de îndoire a materiei întunecate, un efect numit lentilă gravitațională slabă. Forța gravitației determină dimensiunea și distribuția structurilor materiei întunecate, iar dimensiunea și distribuția, la rândul lor, determină cât de deformate ne apar acele galaxii. Așa se face că imaginile pot dezvălui puterea gravitației la diferite distanțe de Pământ și timpuri îndepărtate de-a lungul istoriei universului. Grupul a măsurat acum formele a peste 100 de milioane de galaxii, iar până acum, observațiile se potrivesc cu ceea ce este prezis de teoria lui Einstein.
„Există încă loc pentru a contesta teoria gravitației a lui Einstein, pe măsură ce măsurătorile devin din ce în ce mai precise”, a declarat co-autorul studiului Agnès Ferté, care a condus cercetarea în calitate de cercetător postdoctoral la JPL. „Dar mai avem atât de multe de făcut înainte de a fi pregătiți pentru Euclid și Roman. Așa că este esențial să continuăm să colaborăm cu oamenii de știință din întreaga lume pe această problemă, așa cum am făcut cu Dark Energy Survey”.
Articol de Izabela Constantin
