Tkivo prostora i vremena nije izuzeto od učinaka gravitacije. Pad u masu i krivulje prostor-vrijemena oko nje ponašat će se nimalo drugačije od onoga što se događa kada stavite kuglu za kuglanje na trampolin.
Ova rupa u prostor-vremenu rezultat je onoga što nazivamo gravitacijskim zdencem, a prvi put je opisana prije više od 100 godina jednadžbama polja Alberta Einsteina u njegovoj teoriji opće relativnosti, piše Science Alert. Do danas su se te jednadžbe održale. Voljeli bismo znati što je Einstein stavljao u svoju juhu. Šta god bilo, opća teorija relativnosti ostala je prilično čvrsta.
Jedan od načina na koji to znamo je taj što kada svjetlost putuje duž tog zakrivljenog prostor-vremena, ona se zakrivljuje zajedno s njim. To rezultira svjetlom koje dopire do svih nas iskrivljeno i rastegnuto i replicirano i uvećano, što je fenomen poznat kao gravitacijska leća. Ova neobičnost prostor-vremena nije samo vidljiva i mjerljiva, ona je odličan alat za razumijevanje svemira.
Ali tim istraživača upravo je otkrio da se predviđena zakrivljenost prostor-vremena izračunata pomoću teorije relativnosti ne podudara uvijek u potpunosti s onim što promatramo, koristeći podatke iz Istraživanja tamne energije koji trenutno mapira stotine miliona galaksija širom svemira. To ne znači da je nešto pokvareno – ali sugerira da tamo možda postoji nešto što nismo uzeli u obzir.
"Do sada su se podaci Dark Energy Survey-a koristili za mjerenje distribucije materije u svemiru", objašnjava fizičarka Camille Bonvin sa Univerziteta u Ženevi u Švicarskoj. "U našoj studiji koristili smo ove podatke za izravno mjerenje iskrivljenja vremena i prostora, što nam je omogućilo da usporedimo naše nalaze s Einsteinovim predviđanjima."
Istraživanje tamne energije međunarodna je saradnja koja koristi snažan optički instrument postavljen na 4-metarski teleskop Victor M. Blanco na međuameričkom opservatoriju Cerro Tololo u Čileu. Njegova je glavna misija, kao što ime sugerira, proučavanje tamne energije, misteriozne sile koja pokreće ubrzano širenje svemira.
Da bi to učinio, instrument je istraživao svemir što je dublje moguće. To znači da vidi svjetlost kroz niz epoha, zavirujući duboko u povijest svemira do galaksija čija je svjetlost putovala milijardama godina do nas.
Predvođen astronomom Isaacom Tutusausom sa Univerziteta u Toulouseu u Francuskoj, tim istraživača shvatio je da bi mogao upotrijebiti ovo bogatstvo podataka za testiranje moći predviđanja Einsteinovog fizičkog opisa svemira. Posebno su izmjerili distorziju prostor-vremena zbog gravitacijskih izvora, u četiri različite epohe: prije otprilike 3,5 milijardi godina, prije 5 milijardi godina, prije 6 milijardi godina i prije 7 milijardi godina.
Zatim su ta mjerenja usporedili s onim što Einsteinove jednadžbe predviđaju da bi trebala biti. Zanimljivo je da su neka od mjerenja uredno usklađena s predviđanjima - ali ne sva.
"Otkrili smo da je u dalekoj prošlosti - prije 6 i 7 milijardi godina - dubina bunara dobro usklađena s Einsteinovim predviđanjima", objašnjava Tutusaus. "Međutim, bliže današnjem vremenu, prije 3,5 i 5 milijardi godina, malo su plići nego što je Einstein predvidio."
Razlika je mala, ali bi mogla biti važna. To bi moglo značiti, na primjer, da gravitacijski izvori u novije vrijeme imaju sporiju stopu rasta u svemiru. Osim toga, mjerenja širenja prostor-vremena sugeriraju da se rast svemira ubrzava i da se još više ubrzao u nedavnoj prošlosti.
Nepodudarnost bi stoga mogla sugerirati vezu između ubrzanja svemira potaknutog tamnom energijom i sporog rasta gravitacijskih izvora tokom iste epohe. Bit će potrebno provesti više promatranja kako bi se potvrdili i dopunili nalazi tima.
"Naši rezultati pokazuju da Einsteinova predviđanja imaju nekompatibilnost od 3 sigme s mjerenjima. Jezikom fizike, takav prag nekompatibilnosti pobuđuje naš interes i poziva na daljnja istraživanja", kaže fizičarka Natassia Grimm sa Univerziteta u Ženevi.
"Ali ova nekompatibilnost nije dovoljno velika, u ovoj fazi, da poništi Einsteinovu teoriju. Da bi se to dogodilo, morali bismo dosegnuti prag od 5 sigma. Stoga je neophodno imati preciznija mjerenja kako bismo potvrdili ili opovrgli ove početne rezultate, i saznati ostaje li ova teorija važeća u našem svemiru, na vrlo velikim udaljenostima."
