Simulasi superkomputer galaksi menunjukkan bahwa teori relativitas umum Einstein mungkin bukan satu-satunya cara untuk menjelaskan bagaimana gravitasi bekerja atau bagaimana galaksi terbentuk. Teori Bunglon baru adalah alternatif yang memungkinkan.
Dari studi baru, gambar simulasi komputer dari galaksi, seperti yang terlihat dari samping. Di sebelah kanan, dalam warna merah-biru, Anda melihat kerapatan gas di cakram galaksi, dengan bintang-bintang ditampilkan sebagai titik terang. Di sebelah kiri, Anda melihat perubahan gaya dalam gas di dalam disk, di mana wilayah tengah gelap sesuai dengan gaya mirip Relativitas Umum dan daerah kuning cerah berhubungan dengan peningkatan (gaya yang dimodifikasi). Gambar melalui Christian Arnold / Baojiu Li / Durham University.
Sejak awal 1900-an, teori gravitasi Einstein - disebut teori relativitas umum - telah mendominasi teori dan perhitungan kosmolog, mereka yang menjelaskan cara kerja alam semesta kita secara keseluruhan. Relativitas umum telah terbukti berulang kali, paling baru dengan gambar lubang hitam langsung pertama. Sekarang, fisikawan di Durham University di Inggris mengatakan bahwa teori relativitas umum Einstein mungkin bukan hanya cara untuk menjelaskan bagaimana gravitasi bekerja atau bagaimana galaksi terbentuk. Mereka telah sukses dalam penelitian dramatis dengan model alternatif untuk gravitasi - f (R)-gravity - disebut Teori Bunglon, karena, dalam kata-kata mereka, "itu mengubah perilaku sesuai dengan lingkungan." Mereka mengatakan Teori Bunglon ini merupakan alternatif untuk relativitas umum dalam menjelaskan pembentukan struktur di alam semesta. Mungkin juga membantu pemahaman lebih lanjut tentang energi gelap, suatu zat misterius yang dianggap mempercepat laju ekspansi alam semesta.
Gambar-gambar di halaman ini dirilis 8 Juli 2019, oleh fisikawan Christian Arnold, Matteo Leo dan Baojiu Li, semua dari Institute for Computational Cosmology di Durham University. Itu adalah hasil dari simulasi komputer terbaru yang dijalankan di Sistem Data Centric DiRAC di Universitas Durham. Simulasi menunjukkan bahwa galaksi seperti Bima Sakti kita masih dapat terbentuk di alam semesta bahkan dengan hukum gravitasi yang berbeda. Pekerjaan sebelumnya telah menunjukkan bahwa perhitungan teoretis menggunakan Teori Chameleon mereproduksi keberhasilan relativitas umum secara relatif skala kecil tata surya kita. Tim Durham sekarang telah menunjukkan bahwa teori ini memungkinkan untuk simulasi realistis struktur skala besar seperti Bima Sakti kita. Rekan penulis penelitian Christian Arnold, mengatakan:
Teori Bunglon memungkinkan hukum gravitasi untuk dimodifikasi sehingga kita dapat menguji efek perubahan gravitasi pada pembentukan galaksi. Melalui simulasi kami, kami telah menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa bahkan jika Anda mengubah gravitasi, itu tidak akan mencegah galaksi disk dengan lengan spiral terbentuk.
Penelitian kami jelas tidak berarti bahwa relativitas umum itu salah, tetapi itu menunjukkan bahwa itu tidak harus menjadi satu-satunya cara untuk menjelaskan peran gravitasi dalam evolusi alam semesta.
Temuan ini diterbitkan dalam jurnal peer-review Astronomi Alam.
Dari studi baru, gambar simulasi komputer dari sebuah galaksi, seperti yang terlihat dari atas. Gambar melalui Christian Arnold / Baojiu Li / Durham University.
Pernyataan dari para peneliti ini menjelaskan lebih banyak tentang studi terbaru mereka:
Para peneliti melihat interaksi antara gravitasi dalam Teori Chameleon dan lubang hitam supermasif yang berada di pusat galaksi. Lubang hitam memainkan peran penting dalam pembentukan galaksi karena panas dan material yang dikeluarkan ketika menelan materi di sekitarnya dapat membakar gas yang diperlukan untuk membentuk bintang, yang secara efektif menghentikan pembentukan bintang.
Jumlah panas yang dikeluarkan oleh lubang hitam diubah oleh perubahan gravitasi, mempengaruhi bagaimana galaksi terbentuk. Namun, simulasi baru menunjukkan bahwa meskipun memperhitungkan perubahan gravitasi yang disebabkan oleh penerapan Teori Chameleon, galaksi masih dapat terbentuk.
Para fisikawan ini mengatakan pekerjaan mereka mungkin juga menjelaskan pemahaman kita tentang percepatan perluasan alam semesta yang diamati. Para ilmuwan percaya ekspansi ini didorong oleh energi gelap, dan para peneliti Durham mengatakan temuan mereka bisa menjadi langkah kecil untuk menjelaskan sifat-sifat zat ini. Co-lead peneliti Baojiu Li berkomentar:
Dalam relativitas umum, para ilmuwan menjelaskan percepatan ekspansi alam semesta dengan memperkenalkan bentuk misterius materi yang disebut energi gelap - bentuk paling sederhana di antaranya adalah konstanta kosmologis, yang kepadatannya adalah konstan dalam ruang dan waktu. Namun, alternatif untuk konstanta kosmologis yang menjelaskan percepatan ekspansi dengan memodifikasi hukum gravitasi, seperti gravitasi f (R), juga dipertimbangkan secara luas mengingat betapa sedikitnya yang diketahui tentang energi gelap.
Peneliti Durham adalah ahli fisika teoretis, seperti Einstein dulu. Ketika teori relativitas umum Einstein pertama kali dibuktikan - selama gerhana matahari total 1919 - Einstein terlempar ke ketenaran bintang rock. Sekarang relativitas umum merupakan hal mendasar bagi kosmologi modern. Langkah selanjutnya untuk Chameleon Theory juga akan menguji dan mudah-mudahan mengkonfirmasi melalui pengamatan. Tidak ada keraguan kecuali bahwa para astronom pengamatan akan segera bekerja, menciptakan tes mereka sendiri untuk Teori Chameleon baru, dan mungkin membuktikannya. Jika dan ketika itu terjadi, itu akan sangat menarik!
Albert Einstein pada tahun 1912. Ia menerbitkan teori relativitas umumnya pada tahun 1915. Teori ini dikonfirmasi pada tahun 1919.
Intinya: Teori Bunglon baru memiliki potensi untuk menjadi teori gravitasi alternatif, bekerja berdampingan dengan teori relativitas umum Einstein. Simulasi komputer terbaru menunjukkan bahwa teori ini dapat digunakan untuk menciptakan kembali struktur skala besar (galaksi) di alam semesta kita.