ทฤษฎีปัจจุบันอาจไม่สามารถอธิบายจักรวาลของเราได้อย่างแม่นยำมาก เครดิตภาพ: พิพิธภัณฑ์วิจิตรศิลป์บรัสเซลส์และสถาบันกล้องโทรทรรศน์อวกาศ คลิกเพื่อดูภาพขยาย
นักดาราศาสตร์จีนจากมหาวิทยาลัยเซนต์แอนดรูได้ปรับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่ล้ำสมัยของไอน์สไตน์สร้างทฤษฎี 'ง่าย' ซึ่งสามารถแก้ปริศนามืดที่มีนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์งงงันเป็นเวลาสามในสี่ของศตวรรษ
กฎหมายใหม่สำหรับแรงโน้มถ่วงที่พัฒนาโดย Dr Hong Sheng Zhao และผู้ร่วมงานชาวเบลเยียม Dr Dr Benoit Famaey จากมหาวิทยาลัยอิสระแห่งกรุงบรัสเซลส์ (ULB) มีจุดมุ่งหมายเพื่อพิสูจน์ว่าทฤษฎีของ Einstein นั้นถูกต้องจริงหรือไม่ งานวิจัยของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์เมื่อวันที่ 10 กุมภาพันธ์ใน Astrophysical Journal Letters ของสหรัฐอเมริกา สูตรของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าแรงโน้มถ่วงจะลดลงอย่างรวดเร็วในระยะทางที่น้อยกว่าเช่นเดียวกับไอน์สไตน์และเปลี่ยนจากระบบสุริยะเป็นกาแลคซีและจักรวาล
ทฤษฎีฟิสิกส์ของแรงโน้มถ่วงได้รับการพัฒนาขึ้นเป็นครั้งแรกโดย Isaac Newton ในปี 1687 และได้รับการปรับปรุงโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Albert Einstein ในปี 1905 เพื่ออนุญาตให้โค้งงอแสง ในขณะที่มันเป็นพลังที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักแรงโน้มถ่วงยังคงเป็นความลึกลับมากกับทฤษฎีที่ยังคงยืนยันโดยการสังเกตทางดาราศาสตร์ในอวกาศ
'ปัญหา' กับกฎทองคำของนิวตันและไอน์สไตน์ขณะที่พวกเขาทำงานได้ดีบนโลกพวกเขาไม่ได้อธิบายการเคลื่อนที่ของดาวในกาแลคซีและการโค้งงอของแสงอย่างแม่นยำ ในกาแลคซีดวงดาวจะหมุนรอบจุดศูนย์กลางอย่างรวดเร็วโดยมีแรงดึงดูดของสสารในกาแลคซี อย่างไรก็ตามนักดาราศาสตร์พบว่าพวกมันเคลื่อนที่เร็วเกินไปที่จะจับด้วยแรงโน้มถ่วงร่วมกัน - ดังนั้นแรงโน้มถ่วงไม่มากพอที่จะจับกาแลคซีเข้าด้วยกันแทนที่จะเป็นดาวควรถูกเหวี่ยงออกไปในทุกทิศทาง!
วิธีการแก้ปัญหานี้เสนอโดย Fritz Zwicky ในปี 1933 คือมีวัตถุที่มองไม่เห็นในกาแลคซีทำให้มีแรงโน้มถ่วงเพียงพอที่จะจับกาแลคซีเข้าด้วยกัน เนื่องจากวัสดุนี้ไม่มีนักดาราศาสตร์ที่มีน้ำหนักเบาเรียกว่า 'Dark Matter' มันเป็นความคิดที่จะอธิบายถึง 90% ของสสารในจักรวาล นักวิทยาศาสตร์บางคนไม่ยอมรับทฤษฎี Dark Matter คำตอบของคู่แข่งได้ถูกเสนอโดย Moti Milgrom ในปี 1983 และได้รับการสนับสนุนจาก Jacob Bekenstein ในปี 2004 แทนที่จะมีวัตถุที่มองไม่เห็น Milgrom เสนอว่านักดาราศาสตร์เข้าใจถึงแรงโน้มถ่วงที่ไม่ถูกต้อง เขาเสนอว่าการเพิ่มแรงดึงดูดของวัตถุธรรมดาเป็นสาเหตุของการเร่งความเร็วนี้
ทฤษฎีของ Milgrom ทำงานโดยนักดาราศาสตร์หลายคนตั้งแต่ดร. Zhao และ Dr Famaey ได้เสนอรูปแบบใหม่ของผลงานของเขาที่เอาชนะปัญหาหลาย ๆ รุ่นก่อนหน้านี้
พวกเขาได้สร้างสูตรที่ช่วยให้แรงโน้มถ่วงสามารถเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในระยะทางที่หลากหลายและที่สำคัญที่สุดคือเหมาะกับข้อมูลสำหรับการสำรวจกาแลคซี เพื่อให้พอดีกับข้อมูลกาแลคซีได้ดีพอ ๆ กันในกระบวนทัศน์ของ Dark Matter จะมีความท้าทายเช่นเดียวกับการทำให้ลูกบอลกลมกลืนกับเข็มซึ่งกระตุ้นให้นักดาราศาสตร์ทั้งสองมองดูแนวคิดแรงโน้มถ่วงทางเลือก
ในตำนานเล่าว่านิวตันเริ่มคิดถึงแรงโน้มถ่วงเมื่อแอปเปิ้ลตกลงบนหัว แต่ตามที่ดร. จ้าวกล่าวว่า“ มันไม่ชัดเจนว่าแอปเปิ้ลจะตกลงไปในกาแลคซีได้อย่างไร ทฤษฏีของนายนิวตันจะถูกหักล้างโดยขอบเขตขนาดใหญ่แอปเปิ้ลของเขาจะบินออกจากทางช้างเผือก ความพยายามในการฟื้นฟูแอปเปิ้ลในวงโคจรรอบ ๆ กาแลคซีในช่วงหลายปีที่ผ่านมาได้นำไปสู่โรงเรียนแห่งความคิดสองแห่ง: Dark Matter กับแรงโน้มถ่วงที่ไม่ใช่นิวตัน อนุภาคสสารมืดมาจากฟิสิกส์ตามธรรมชาติพร้อมสมมาตรที่สวยงามและอธิบายจักรวาลวิทยาได้อย่างสวยงาม พวกเขามักจะอยู่ทุกหนทุกแห่ง ความลึกลับที่แท้จริงคือวิธีที่จะป้องกันพวกมันให้ห่างจากมุมหนึ่งของจักรวาล Dark Matter มาพร้อมกับ Dark Energy มันจะสวยกว่านี้ถ้ามีคำตอบเดียวสำหรับความลึกลับทั้งหมดนี้”
ดร Zhao, เพื่อน PPARC สูงที่มหาวิทยาลัยเซนต์แอนดรูวิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์และสมาชิกของมหาวิทยาลัยสกอตแลนด์ฟิสิกส์พันธมิตร (สุภา) ยังคง“มีได้เสมอโอกาสที่ยุติธรรมที่นักดาราศาสตร์อาจจะเขียนกฎหมายของแรงโน้มถ่วง เราได้สร้างสูตรใหม่สำหรับแรงโน้มถ่วงซึ่งเราเรียกว่า 'สูตรง่าย' และซึ่งจริงๆแล้วเป็นการปรับแต่งของ Milgrom's และ Bekenstein มันมีความสอดคล้องกับข้อมูลกาแลคซีและถ้าการคาดการณ์ของมันได้รับการตรวจสอบเพิ่มเติมสำหรับระบบสุริยะและจักรวาลวิทยามันก็สามารถไขปริศนา Dark Matter ได้ เราอาจตอบคำถามทั่วไปได้เช่นทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์นั้นถูกต้องหรือไม่และสิ่งที่เรียกว่า Dark Matter นั้นมีอยู่จริงหรือไม่”
“ ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่ไม่ใช่นิวตันได้ถูกระบุอย่างสมบูรณ์ในเครื่องชั่งทุกเครื่องด้วยฟังก์ชั่นต่อเนื่องที่ราบรื่น พร้อมที่จะให้นักวิทยาศาสตร์เพื่อนปลอมแปลง ถึงเวลาแล้วที่จะต้องเปิดใจให้กว้างสำหรับฟิลด์ใหม่ที่คาดการณ์ไว้ในสูตรของเราในขณะที่เราค้นหาอนุภาคสสารมืดต่อไป”
สูตรใหม่จะถูกนำเสนอในการประชุมเชิงปฏิบัติการระดับนานาชาติที่ Royal Observatory ของเอดินเบอระในเดือนเมษายนซึ่งจะได้รับโอกาสในการทดสอบและอภิปรายทฤษฎีที่ได้ทำใหม่ ดร. Zhao และ Dr Famaey จะสาธิตสูตรใหม่ของพวกเขาต่อผู้ชม Dark Matter และผู้เชี่ยวชาญแรงโน้มถ่วงจากสิบประเทศ
ดร. ฟามาอีให้ความเห็นว่า“ เป็นไปได้ที่ทั้งทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่ดัดแปลงแล้วหรือทฤษฎีสสารมืดในปัจจุบันนั้นจะแก้ปัญหาทั้งหมดของการเปลี่ยนแปลงของกาแลคซีหรือจักรวาลวิทยา โดยหลักการแล้วความจริงอาจอยู่ระหว่างกัน แต่เป็นไปได้มากที่เราจะพลาดอะไรบางอย่างเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงและจำเป็นต้องมีวิธีการทางทฤษฎีแบบใหม่เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ อย่างไรก็ตามสูตรของเรานั้นเรียบง่ายมีเสน่ห์ดึงดูดใจที่จะมองว่ามันเป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎีพื้นฐานที่ยังไม่ทราบ ดูเหมือนว่าข้อมูลทางช้างเผือกทั้งหมดนั้นสามารถอธิบายได้อย่างง่ายดาย "
แหล่งต้นฉบับ: PPARC News Release
