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

PLUS

Logopedička: Nikdy nie je neskoro odnaučiť sa ráčkovať

Detí s problémami je čoraz viac.

SVET

Soros je všade. Orbánov verejný nepriateľ číslo jeden

Maďarský premiér si spravil agendu z útokov na migrantov aj médiá.

Neprehliadnite tiež

Spravili krok k včasnému odhaleniu rakoviny, krvný test má veľkú úspešnosť

Test dokázal určiť aj päť typov rakoviny, na ktoré doteraz neexistuje skríning.

TECH_FM

Historici sa mýlia, čiernu smrť roznieslo čosi iné

Nový výskum naznačuje, ako sa problém šíril.

NASA testuje jadrový reaktor pre astronautov na Marse

Prvotné testy kompaktného reaktora v americkej Nevade boli úspešné.

Legendárna hra Age of Empires sa vráti v modernom prevedení vo februári

Hru museli v mnohých smeroch prepracovať, aby fungovala na moderných počítačoch.

LG V30 je skoro dokonalý smartfón pre milovníkov multimédií

Špičkový výkon, skvelý fotoaparát a množstvo ďalších superlatív. Aký je nový smartfón od LG v skutočnosti?

Inzercia - Tlačové správy


  1. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie?
  2. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli?
  3. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných
  4. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy
  5. Dlhopisy 7,25 % p.a. majú najvýhodnejšiu nákupnú cenu v roku
  6. Zelené Grunty vám ponúknu viac, ako očakávate
  7. Kam do tepla v januári?
  8. First moment Turecko: využite zľavy na špičkové hotely
  9. Konzultácia so svetovými odborníkmi dokáže zachrániť život
  10. Divoký Island: cesta ostrovom ľadu a ohňa
  1. Objavte majestátne Tatry kúsok po kúsku
  2. Alarica – new business project in the market of shoes
  3. Ako jazdiť na snehu alebo ľade?
  4. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie?
  5. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli?
  6. Toto tajomstvo vrcholoví športovci dlho skrývali
  7. Vlani sme si vyberali z vyše pol milióna inzerovaných áut
  8. V centre našej pozornosti sú zákazníci. Už 50 rokov
  9. Začiatok roka patrí dani z nehnuteľností
  10. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných
  1. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie? 11 664
  2. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli? 7 551
  3. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných 4 630
  4. Toto tajomstvo vrcholoví športovci dlho skrývali 3 457
  5. Tatra banka spustila najmodernejší internet banking pre firmy 3 433
  6. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy 2 966
  7. Kam do tepla v januári? 2 119
  8. First moment Turecko: využite zľavy na špičkové hotely 1 905
  9. Dlhopisy 7,25 % p.a. majú najvýhodnejšiu nákupnú cenu v roku 1 735
  10. Zelené Grunty vám ponúknu viac, ako očakávate 1 041