Las simulaciones de supercomputadoras de galaxias han demostrado que la teoría de la relatividad general de Einstein podría no ser la única forma de explicar cómo funciona la gravedad o cómo se forman las galaxias.
Los físicos de la Universidad de Durham, Reino Unido, simularon el cosmos utilizando un modelo alternativo para la gravedad: f R -gravedad, una llamada teoría del camaleón.
Las imágenes resultantes producidas por la simulación muestran que las galaxias como nuestra Vía Láctea aún podrían formarse en el universo incluso con diferentes leyes de la gravedad.
Los hallazgos muestran la viabilidad de la teoría del camaleón, llamada así porque cambia el comportamiento de acuerdo con el entorno, como una alternativa a la relatividad general para explicar la formación de estructuras en el universo.
La investigación también podría ayudar a una mayor comprensión de la energía oscura, la sustancia misteriosa que está acelerando la tasa de expansión del universo.
Los hallazgos se publican en Astronomía de la naturaleza .
La relatividad general fue desarrollada por Albert Einstein a principios de 1900 para explicar el efecto gravitacional de objetos grandes en el espacio, por ejemplo, para explicar la órbita de Mercurio en el sistema solar.
Es la base de la cosmología moderna, pero también juega un papel en la vida cotidiana, por ejemplo, en el cálculo de las posiciones GPS en los teléfonos inteligentes.
Los científicos ya saben por cálculos teóricos que la teoría del camaleón puede reproducir el éxito de la relatividad general en el sistema solar.
El equipo de Durham ahora ha demostrado que esta teoría permite que se formen galaxias realistas como nuestra Vía Láctea y se puede distinguir de la Relatividad General en escalas cosmológicas muy grandes.
El coautor de la investigación, el Dr. Christian Arnold, del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham, dijo: "La teoría del camaleón permite que se modifiquen las leyes de la gravedad para que podamos probar el efecto de los cambios de gravedad en la formación de galaxias".
"A través de nuestras simulaciones hemos demostrado por primera vez que incluso si cambia la gravedad, no evitaría que se formen galaxias de disco con brazos espirales.
"Nuestra investigación definitivamente no significa que la Relatividad General esté equivocada, pero muestra que no tiene que ser la única forma de explicar el papel de la gravedad en la evolución del universo"
Los investigadores observaron la interacción entre la gravedad en la teoría del camaleón y los agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de las galaxias.
Los agujeros negros juegan un papel clave en la formación de galaxias porque el calor y el material que expulsan al tragar la materia circundante puede quemar el gas necesario para formar estrellas, deteniendo efectivamente la formación de estrellas.
La cantidad de calor arrojado por los agujeros negros se altera al cambiar la gravedad, lo que afecta la forma en que se forman las galaxias.
Sin embargo, las nuevas simulaciones mostraron que incluso teniendo en cuenta el cambio en la gravedad causado por la aplicación de la teoría del camaleón, las galaxias aún podían formarse.
La relatividad general también tiene consecuencias para comprender la expansión acelerada del universo.
Los científicos creen que esta expansión está siendo impulsada por la energía oscura y los investigadores de Durham dicen que sus hallazgos podrían ser un pequeño paso para explicar las propiedades de esta sustancia.
El coautor de la investigación, el profesor Baojiu Li, del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham, dijo: "En la relatividad general, los científicos explican la expansión acelerada del universo al introducir una forma misteriosa de materia llamada energía oscura, la forma más simplede los cuales puede ser una constante cosmológica, cuya densidad es una constante en el espacio y el tiempo.
"Sin embargo, las alternativas a una constante cosmológica que explican la expansión acelerada modificando la ley de la gravedad, como la gravedad f R, también se consideran ampliamente dado lo poco que se sabe sobre la energía oscura".
Los investigadores de Durham esperan que sus hallazgos se puedan probar a través de observaciones utilizando el telescopio Square Kilometer Array SKA, con sede en Australia y Sudáfrica, que comenzará las observaciones en 2020.
SKA será el radiotelescopio más grande del mundo y tiene como objetivo desafiar la teoría de la relatividad general de Einstein, ver cómo se formaron las primeras estrellas y galaxias después del Big Bang y ayudar a los científicos a comprender la naturaleza o la energía oscura.
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Materiales proporcionado por Universidad de Durham . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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