Menjelajahi “ketidakseimbangan kosmik” dalam gravitasi

Kita selangkah lebih dekat untuk memahami misteri di ujung alam semesta.

Sekelompok peneliti di Universitas Waterloo Para ilmuwan dan Universitas British Columbia telah menemukan kemungkinan “kesalahan kosmik” pada gravitasi alam semesta, yang menjelaskan perilaku anehnya pada tingkat kosmik.

Selama 100 tahun terakhir, fisikawan mengandalkan teori “relativitas umum” Albert Einstein untuk menjelaskan cara kerja gravitasi di seluruh alam semesta. Relativitas umum, yang terbukti akurat melalui pengujian dan pengamatan yang tak terhitung jumlahnya, menunjukkan bahwa gravitasi tidak hanya mempengaruhi tiga dimensi fisik, tetapi juga dimensi keempat: waktu.

“Model gravitasi ini sangat penting untuk segala hal mulai dari endoskopi ledakan besar itu Robin Wynn, penulis utama proyek tersebut, lulusan baru fisika matematika di Waterloo, mengatakan:

Tantangan dalam skala global

“Tetapi ketika kita mencoba memahami gravitasi pada tingkat kosmis, pada tingkat gugus galaksi, dan seterusnya, kita menemukan kontradiksi yang jelas dengan prediksi relativitas umum. Seolah-olah gravitasi itu sendiri tidak lagi sesuai dengan teori Einstein. Kita menyebutnya kontradiksi sebuah ‘kesalahan kosmologis’.” “Gravitasi menjadi sekitar 1% lebih lemah ketika berhadapan dengan jarak miliaran tahun cahaya.”

Selama lebih dari dua puluh tahun, fisikawan dan astronom telah mencoba menciptakan model matematika yang menjelaskan kontradiksi dalam teori relativitas umum. Banyak dari upaya ini telah dilakukan di Waterloo, yang memiliki sejarah panjang penelitian gravitasi mutakhir yang dihasilkan dari kolaborasi interdisipliner antara ahli matematika terapan dan astrofisikawan.

Konteks sejarah dan upaya penelitian

“Hampir seabad yang lalu, para astronom menemukan bahwa alam semesta kita mengembang,” kata Niayesh Afshordi, profesor astrofisika di Universitas Waterloo dan peneliti di Perimeter Institute.

“Semakin jauh galaksi-galaksi tersebut, semakin cepat mereka bergerak, sampai pada titik di mana mereka tampak bergerak hampir dengan kecepatan cahaya, yaitu kecepatan maksimum yang diizinkan oleh teori Einstein. Temuan kami menunjukkan bahwa teori Einstein, pada skala yang sama, juga dapat bergerak menjadi tidak memadai.”

Memodifikasi teori Einstein

Model baru “kesalahan kosmologis” yang dikembangkan oleh tim peneliti memodifikasi dan memperluas rumus matematika Einstein sedemikian rupa sehingga menyelesaikan ketidakkonsistenan beberapa pengukuran kosmologis tanpa memengaruhi keberhasilan penggunaan relativitas umum saat ini.

“Anggap saja ini sebagai catatan kaki teori Einstein,” kata Wen. “Setelah Anda mencapai Alam Kosmik, syarat dan ketentuan berlaku.”

“Model baru ini mungkin hanya bukti pertama dalam teka-teki kosmik yang mulai kita pecahkan melintasi ruang dan waktu,” kata Afshordi.

Penelitian yang diberi judul “A Universal Gravity Flaw” muncul di Jurnal Kosmologi dan Fisika Astropartikel.

Referensi: “Cosmic Gravity Glitch” oleh Robin Y. Wen, Lucas T. Herget, Niayesh Afshordi, dan Douglas Scott, 20 Maret 2024, Jurnal Kosmologi dan Fisika Astropartikel.
doi: 10.1088/1475-7516/2024/03/045