重力の「宇宙欠陥」の探求

宇宙の終わりの謎を理解するのに一歩近づいた。

研究者グループ ウォータールー大学 そして、ブリティッシュコロンビア大学は、宇宙規模で宇宙の奇妙な行動を説明しながら、宇宙重力の潜在的な「宇宙的欠陥」を発見しました。

過去100年間、物理学者たちは、重力が宇宙全体にどのように作用するかを説明するために、アルベルト・アインシュタインの「一般相対性理論」に頼ってきました。 多数のテストと観察によって正確さが実証された一般相対性理論は、重力が単に3次元の物理的次元だけでなく、4次元の時間にも影響を与えることを示唆しています。

「この重力モデルは理論化からすべてのものに不可欠でした。 ビッグバン ブラックホールの写真を撮影するために使用されます。」

宇宙規模の課題

「しかし、私たちが宇宙、銀河団、そしてそれ以上の規模で重力を理解しようとすると、一般的な相対性理論の予測と明らかな不一致に直面するでしょう。 まるで重力自体がアインシュタインの理論と完全に一致しないようです。 我々は、この不一致を「宇宙的欠陥」と呼ぶ。 数十億光年の距離を扱うとき、重力は約1％弱くなります。 「

20年以上にわたり、物理学者と天文学者は、一般的な相対性理論の明らかな不一致を説明する数学モデルを作成しようとしてきました。 これらの努力の多くはウォータールーで行われました。 ウォータールーは、応用数学と天体物理学者の間の継続的な学際的な協力を通じて、最先端の重力研究の長い歴史を持っています。

歴史的文脈と研究努力

ウォータールー大学の天体物理学教授であり、ペリメーター研究所の研究者であるナイアエッシュ・アフショルディ（Niayesh Afshordi）は、「ほぼ100年前、天文学者たちは私たちの宇宙が膨張していることを発見しました」と述べました。

「遠くにある銀河ほど、より速く動き、さらにアインシュタインの理論が許す最大速度である光の速度に近づくように見えます。 私たちの発見は、まさにその規模でアインシュタインの理論も不十分かもしれないことを示唆しています。

アインシュタインの理論修正

研究チームの新しい「宇宙欠陥」モデルは、一般的な相対性理論の既存の成功した使用に影響を与えることなく、いくつかの宇宙測定の不一致を解決する方法でアインシュタインの数学式を修正して拡張します。

Wenは「これをアインシュタイン理論の脚注と同じだと思ってください」と言いました。 「宇宙規模に達すると、利用規約が適用されます。」

Afshordiは、「この新しいモデルは、私たちが時空間を超えて解放し始めた宇宙パズルの最初の手がかりであるかもしれません」と述べました。

「重力の宇宙的欠陥」という研究は、 宇宙論と天体粒子物理学ジャーナル

参照：Robin Y. Wen、Lukas T. Hergt、Niayesh Afshordi、およびDouglas Scottの「重力の宇宙的欠陥」、2024年3月20日、 宇宙論と天体粒子物理学ジャーナル。
DOI：10.1088/1475-7516/2024/03/045