Die kosmische Störung könnte eine Überarbeitung der von Einstein eingeführten Theorie erfordern!
Eine kosmische Panne, die in großen Maßstäben auftritt, könnte eine Überarbeitung der von Albert Einstein vorgeschlagenen allgemeinen Relativitätstheorie erforderlich machen.
Vor etwas mehr als einem Jahrhundert schlug der Physiker Albert Einstein die allgemeine Relativitätstheorie vor, die einen neuen Ansatz für die Gravitation bietet. Die Theorie wurde entwickelt, um Ungereimtheiten in Newtons Gravitationstheorie zu korrigieren. Der neue Ansatz betrachtete die Schwerkraft als eine Verzerrung der Raumzeit.
Mit der allgemeinen Relativitätstheorie war es möglich, mehrere Beobachtungen zu erklären, wie zum Beispiel die Präzession der Merkurbahn. Auch Beobachtungen, die bei Eklipsen auftraten, wurden mit der Krümmung der Raumzeit erklärt. Durch die Theorie wurden auch theoretische Argumente für die Existenz von Schwarzen Löchern gefunden.
Trotz des Erfolgs der Theorie treten einige Probleme auf, wenn es notwendig ist, größere Skalen einzuführen. Diese Probleme wurden als "kosmische Störung" bekannt. In einem Artikel veröffentlicht von kanadischen Forschern wird vorgeschlagen, dass die allgemeine Relativitätstheorie überarbeitet werden muss, um die Störung zu erklären.
Allgemeine Relativitätstheorie
Im Jahr 1915 veröffentlichte Albert Einstein seine Relativitätstheorie, in der er die Schwerkraft als Krümmung der Raumzeit beschrieb. Die Idee ist, dass ein Objekt mit Masse die Raumzeit verzerrt, die die Struktur des Universums ist. Die Raumzeit besteht aus drei räumlichen Dimensionen und einer zeitlichen Dimension.
Die Idee der allgemeinen Relativitätstheorie entstand, als Einstein das Newtonsche Gravitationsgesetz studierte, das die Schwerkraft als eine Kraft behandelt. Durch einige Gedankenexperimente, wie das berühmte Mann-auf-dem-Dach-Problem, schlug Einstein die Konzepte der allgemeinen Relativitätstheorie vor. Diese Arbeit ist eine der wichtigsten und eröffnete ein neues Gebiet in der Physik.
Skalen
Zu sagen, dass Isaac Newton wegen Einstein mit seiner Theorie der universellen Gravitation falsch lag, ist ein Fehler. Die allgemeine Relativitätstheorie kommt der Theorie der universellen Gravitation näher, wenn wir mit kleineren Maßstäben wie der Erde oder dem Sonnensystem arbeiten. Das Problem mit der Gravitationstheorie ist der Maßstab, in dem sie funktioniert. Die allgemeine Relativitätstheorie hat die Erklärung der Gravitation auf größere Maßstäbe und intensivere Gravitationsfelder ausgedehnt.
Ein Beispiel dafür sind die Gravitationsfelder von schwarzen Löchern, die durch die allgemeine Relativitätstheorie erklärt werden. Doch bei einigen Skalen beginnt auch die allgemeine Relativitätstheorie Unstimmigkeiten zu zeigen.
Kosmische Störung
Die bekannteste Diskrepanz besteht auf der atomaren Skala, wo die allgemeine Relativitätstheorie nicht mit der Quantenmechanik übereinstimmt. Aber auch auf den größeren Skalen von Galaxienhaufen treten einige Probleme auf. Eines dieser Probleme wurde unter Astronomen als kosmischer Glitch bekannt.
Die kosmische Panne tritt bei größeren Entfernungen, etwa Milliarden von Lichtjahren, auf, wo die Schwerkraft nach den Beobachtungen etwas schwächer zu werden scheint. Diese Beobachtungen stimmen nicht mit den theoretischen Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie überein. Auf größeren Skalen gehorcht die Schwerkraft nicht mehr der allgemeinen Relativitätstheorie.
Änderungen in der allgemeinen Relativitätstheorie
Eine Gruppe kanadischer Forscher hat vorgeschlagen, die Gravitationskonstante in Einsteins Gleichungen zu ändern. Diese Änderung würde helfen, die kosmische Störung zu erklären und zu lösen. Die Idee wäre, diese Änderung hauptsächlich für sehr große Entfernungen zu berücksichtigen, die sie Superhorizont nennen.
Die Veränderungen würden auch im kosmologischen Modell namens Lambda CDM stattfinden. Dieses Modell beschreibt die Zusammensetzung des Universums aus dunkler Materie und dunkler Energie. Das bekannteste Ergebnis dieses Modells ist die Expansion des Universums durch dunkle Materie und die Urknalltheorie.
Nicht die erste Änderung
Die allgemeine Relativitätstheorie hat in der Vergangenheit Änderungen erfahren, es wäre also nicht das erste Mal, dass dies geschieht. Die erste Änderung wurde von Einstein selbst vorgenommen, als er eine Konstante aus seinen Gleichungen strich, die kosmologische Konstante.
Die Änderung erfolgte, nachdem Edwin Hubbles Vorhersagen auf ein expandierendes Universum hindeuteten. Interessanterweise musste die Konstante Ende des letzten Jahrhunderts wieder in die Gleichungen aufgenommen werden, als Beobachtungen mit dem Hubble-Teleskop eine beschleunigte Expansion zeigten.
Die Beschleunigung überraschte die Astronomen und zeigte, dass sich eine “Kraft” ausdehnte.Die kosmologische Konstante kehrte in die Gleichungen zurück, um das Ergebnis zu erklären.
Reference of the news:
Wen et al. 2024 A cosmic glitch in gravity Journal of Cosmology and Astroparticle Physics