Einstein a jeho relativita majú pravdu

Všeobecná teória relativity Alberta Einsteina úspešne prešla najnovším testom v kozmológii.

Čiastočná mapa rozloženia galaxií do vzdialenosti siedmich miliárd svetelných rokov z prieskumu oblohy SDSS. Foto TASR - M. Blanton, Sloan Digital Sky Survey(Zdroj: TASR - M. Blanton, Sloan Digital Sky Survey)

BERKELEY. Všeobecná teória relativity Alberta Einsteina úspešne prešla najnovším testom v kozmológii, ktorý sa týka zoskupovania galaxií v meradle desiatok miliónov svetelných rokov. Test podporil aj existenciu záhadnej tmavej hmoty.

V časopise Nature to napísal sedemčlenný medzinárodný tím, ktorý koordinoval Uros Seljak z Kalifornskej univerzity v Berkeley (USA), Zurišskej univerzity (Švajčiarsko) a Univerzity Ewha v Soule (Južná Kórea). Prvou autorkou bola jeho bývalá študentka, doktorandka Reinabelle Reyesová z Princetonskej univerzity (USA).

Vesmír hrá podľa Einsteina

Moderná fyzika má dva hlavné piliere: kvantovú teóriu a teóriu relativity. Všeobecná teória relativity je, samozrejme, hojne využívaná aj v kozmológii, náuke o stavbe a vývoji vesmíru v najväčších meradlách. No viac teoreticky ako experimentálne.

Hoci bola vo vesmíre veľakrát overená v meradle slnečnej sústavy, jej testy v meradle Mliečnej cesty a väčšom prinášali výsledky, neumožňujúce definitívne závery. A jej alternatívy nepredkladali predpovede testovateľné vo veľkom meradle.

Tím Urosa Seljaka teraz analýzou zoskupovania galaxií preukázal, že vesmír až do vzdialenosti 3,5 miliardy svetelných rokov, čo je takmer tretina cesty k okraju jeho známej časti, hrá podľa pravidiel, ktoré v roku 1915 uverejnil Albert Einstein.

Dôležitým výsledkom je tiež záver, že najpravdepodobnejším vysvetlením významnej časti pozorovaných pohybov týchto galaxií a kôp galaxií je existencia tzv. tmavej hmoty, ktorá sa prejavuje gravitačným vplyvom, avšak nie žiarením.

Alternatívy zlyhali

Na prechode ku kozmologickému meradlu je príjemná tá skutočnosť, že v jeho rámci môžeme testovať ľubovoľnú úplnú alternatívnu teóriu gravitácie, lebo by mala predpovedať veci, ktoré pozorujeme. V týchto testoch však zlyhali alternatívne teórie, nevyžadujúce tmavú hmotu, povedal Uros Seljak.

Zvlášť mal na mysli tzv. tenzorovú-vektorovú-skalárnu teóriu (TeVeS), ktorá modifikuje všeobecnú teóriu relativity tak, aby sa pri vysvetľovaní vesmíru dalo zaobísť bez tmavej hmoty. Nové testy tiež spochybňujú vlaňajšiu správu, že skorý vesmír v období pred 11 až 8 miliardami rokov sa odchyľuje od opisu gravitácie vo všeobecnej teórii relativity.

Na snímke dva rezy 3-D mapou rozloženia galaxií z SDSS. Zem je v strede a vonkajší okruh približne 2,3 miliardy svetelených rokov od nej – vesmír vo veľkom meradle má akúsi penovitú štruktúru, galaxie sa zoskupujú do vlákien a plôch na stenách „bublín“.

Tmavá hmota, vyše štvornásobne presahujúca množstvo bežnej, už vytvorila v astronómii a kozmológii dosť vzrušenia. K tomu ešte treba prirátať tzv. tmavú energiu, predstavujúcu takmer tri štvrtiny einsteinovskej hmoty-energie vesmíru, ktorá vzišla z úsilia pochopiť očividne sa zrýchľujúce rozpínanie vesmíru.

Na ňu zasa reaguje tzv. f(R) teória, ktorá vysvetľuje toto rozpínanie bez tmavej energie.

V testoch vyhrala relativita

Kozmologické testy alternatívnych teórií gravitácie sú veľmi zložité. Nedávno však tím, ktorý viedol Čang Pcheng-ťie zo Šanghajského observatória (Čína), odporučil, aby sa pri nich využívala veličina označená EG, ktorá zohľadňuje rozsah zoskupovania pozorovaných galaxií i rozsah deformácie tvaru týchto galaxií, ktoré spôsobuje ohyb svetla, čo prechádza cestou k nám okolo inej hmoty (efekt gravitačnej šošovky).

EG je priamo úmerná strednej hustote vesmíru a nepriamo rýchlosti rastu vesmírnej štruktúry a citlivo reaguje na prípadné odchýlky od Einsteinových predpovedí.

Uros Seljak s kolegami určili na základe údajov o vyše 70-tisíckach galaxií z prieskumu oblohy SDSS (Sloan Digital Sky Survey) hodnotu EG na 0,39 a porovnali ju s predpoveďami teórií TeVeS a f(R) na jednej strane a tzv. modelu chladnej tmavej hmoty, založeného na všeobecnej teórii relativity s použitím tzv. kozmologickej konštanty, ktorý zohľadňuje aj tmavú energiu.

Výsledky jednoznačne vylúčili TeVeS, f(R) je v rozpätí chýb meraní, všeobecná teória relativity sa s meraniami zhoduje výborne, predpovedá EG 0,4.

Ešte spresniť

Vedci chcú toto porovnávanie spresniť zahrnutím meraní približne milióna galaxií, keď asi o päť rokov budú k dispozícii údaje novej generácie SDSS. Do 10-15 rokov by mali byť dostupné ešte presnejšie zo satelitov NASA JDEM (Joint Dark Energy Mission, Spoločná misia pre výskum tmavej energie) a európskej kozmickej agentúry ESA Euclid.

Uros Seljak však zdôraznil, že testy tohtoto typu síce potvrdia (alebo nepotvrdia) tmavú hmotu a tmavú energiu, neprezradia však nič o ich podstate. Na to treba iné experimenty.

Zdroje: Nature z 11.3.2010; Komuniké University of California Berkeley z 10.3.2010

Najčítanejšie na SME Tech


Hlavné správy zo Sme.sk

DOMOV

Bratislavu zradila doprava aj kultúrna uzavretosť, hovoria experti

Niekto mohol akceptovať, že pre Bratislavu je hlavné letisko Viedeň, niekto to akceptovať nemusel, vraví šéf portálu euractiv Radovan Geist.

SVET

Pomáha aj NASA. Nájdu stratenú ponorku v rozbúrenom mori?

Ak sa ponorka potopila, námorníkom zostal vzduch len na pár dní.

KOMENTÁRE

Prečo by sa mali Slováci začať báť Čechov

Slovensko bude musieť vynaložiť viac úsilia a vynaliezavosti, aby ho Brusel v zhluku „podivných“ demokracií na východ od Nemecka rozpoznal

EKONOMIKA

PSA bude v Trnave vyrábať elektromobily. Model je tajomný

Koncern PSA Groupe na Slovensku vyrába Citroën C3 a Peugeot 208.

Neprehliadnite tiež

Prečo horúca voda zamrzne rýchlejšie ako studená?

Teoretický opis ukázal aj to, že studená voda môže zovrieť rýchlejšie.

So psom sa dožijete vyššieho veku. Veda naznačuje, ktorú rasu si vybrať

Domáci miláčik môže motivovať ľudí, aby sa viac pohybovali a žili zdravšie.

Slovenka pozorovala prvý medzihviezdny asteroid: už ho nikdy neuvidíme

Podobných asteroidov z medzihviezdneho priestoru uvidíme viac, hovorí Eva Lilly z Astronomického ústavu v Honolulu na Havaji.

OBJEKTÍV

Humanoid od Boston Dynamics sa naučil robiť saltá vzad

Robotické salto je veľký pokrok v robotike.

Inzercia - Tlačové správy


  1. 3 pravidlá pre lepší dôchodok
  2. Slovenské deti dostávajú mesačne 22€
  3. Stavba domu na kľúč – úspora času aj financií
  4. VW Tiguan Allspace: prvé sedemmiestne SUV od Volkswagnu
  5. Moskva alebo Petrohrad?
  6. Jubilejná desiata KOCKA privíta zákazníkov v Starej Ľubovni
  7. Nepríjemná bolesť. Tu sú 3 rady, ako sa jej zbavíte
  8. 5 zaujímavostí, ktoré ste o koži možno nevedeli
  9. Nový Jaguar XF Sportbrake
  10. Špeciálna príloha: Pre budúcich vysokoškolákov
  1. Stavba domu na kľúč – úspora času aj financií
  2. Zóna Nové Nivy splnila kvalifikačné podmienky pre registráciu
  3. Dekan ocenil študentov Stavebnej fakulty STU v Bratislave
  4. Application of GDPR with respect to the size of the enterprise
  5. Modern luxury next to the Blue Church
  6. VW Tiguan Allspace: prvé sedemmiestne SUV od Volkswagnu
  7. 3 pravidlá pre lepší dôchodok
  8. Moskva alebo Petrohrad?
  9. Aké auto si vybrať - nové, zánovné alebo jazdené?
  10. Jubilejná desiata KOCKA privíta zákazníkov v Starej Ľubovni
  1. Moskva alebo Petrohrad? 8 146
  2. Ako pracujú poisťováci? Dostali sme sa medzi nich 4 182
  3. 3 pravidlá pre lepší dôchodok 3 615
  4. Nepríjemná bolesť. Tu sú 3 rady, ako sa jej zbavíte 2 137
  5. Jubilejná desiata KOCKA privíta zákazníkov v Starej Ľubovni 1 442
  6. VW Tiguan Allspace: prvé sedemmiestne SUV od Volkswagnu 1 370
  7. Nový Jaguar XF Sportbrake 1 337
  8. Diabetici môžu získať 25-tisíc eur cez nový grantový program 1 175
  9. Slovenské deti dostávajú mesačne 22€ 1 125
  10. Špeciálna príloha: Pre budúcich vysokoškolákov 1 123