|
Η μακροκλίμακα στην κοσμολογία είναι σημαντική.
Και καθώς οι επιστήμονες ψάχνουν για τους λόγους που κρύβονται πίσω από τον
αυξανόμενο ρυθμό διαστολής του σύμπαντος, τροποποιούν τη θεωρία της βαρύτητας
του Αϊνστάιν και ψάχνουν στις θεωρίες της σκοτεινής ενέργειας για
να εξηγήσουν το φαινόμενο αυτό, που είναι αντίθετο με τη διαίσθηση μας.
Αυτές οι απλές τροποποιήσεις παρουσιάζονται ως θεωρίες f(R), και
χρησιμοποιούνται για να εξηγήσουν ό,τι φαίνεται στην κοσμική κλίμακα.
Αλλά υπάρχει ένα πρόβλημα. "Μερικές τροποποιημένες θεωρίες της βαρύτητας
ενώ δουλεύουν καλά σε
μεγάλη κλίμακα, δεν λειτουργούν τόσο καλά στην μικροκλίμακα", εξηγεί ο Gonzalo Olmo
. "Κατόρθωσα να λύσω αυτές τις
εξισώσεις σε επίπεδο μικρκλίμακας, και διαπίστωσα ότι είναι ασυμβίβαστες."
Ο Olmo, 28 ετών, είναι ένα μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο πανεπιστήμιο του Wisconsin
Milwaukee, και λέει ότι έλυσε αυτές τις εξισώσεις πριν δύο χρόνια,
αλλά περίμενε μέχρις ότου τις ερμηνεύσει για να τις δημοσιεύσει. Πρόσφατα
δημοσίευσε, στο Physical Review Letters, τις
εξισώσεις και τις ερμηνείες τους, με τον τίτλο "Παραβίαση της αρχής
ισοδυναμίας στις τροποποιημένες θεωρίες της βαρύτητας."
Στην δημοσίευση του, ο Olmo παρουσιάζει τις εξισώσεις που δείχνουν ότι όταν
εφαρμόζονται μερικές τροποποιημένες θεωρίες της βαρύτητας στην μικροκλίμακα, προκύπτουν
νέες ιδιότητες που μπορούν
να αποκλείσουν δραστικά μερικές θεωρίες που εξηγούν την επιταχυνόμενη
διαστολή του σύμπαντος.
"Εάν κατορθώσουμε να δείξουμε ότι αυτές οι θεωρίες δεν είναι
συνεπείς, που έτσι μοιάζει να είναι, τότε θα ήταν άχρηστη αυτή η προσέγγιση στην κοσμολογία", επισημαίνει
ο Olmo. Λέει δε ότι υπάρχουν δύο κύριες
τροποποιημένες θεωρίες της βαρύτητας που είναι υπό μελέτη: ο μετρικός φορμαλισμός ή ο
φορμαλισμός Palatini. Ο Olmo εξηγεί ότι η εργασία του εστιάζεται στις
θεωρίες της βαρύτητας πάνω στο φορμαλισμό Palatini.
Ο Olmo τονίζει ότι όταν έλυσε τις εξισώσεις στην μικροκλίμακα,
παρατήρησε την εμφάνιση νέων ιδιοτήτων: "Αυτές οι νέες ιδιότητες δεν
έχουν φανεί ποτέ σε άλλες τροποποιημένες θεωρίες της βαρύτητας, και αυτές
οι νέες ιδιότητες είναι που κάνει αυτές τις θεωρίες τόσο παράξενες στην
μικροκλίμακα".
Ακόμα κι αν Olmo λέει ότι αυτές οι θεωρίες δεν μπορούν να εξηγήσουν
την επέκταση του σύμπαντος, δεδομένου ότι είναι ασυμβίβαστες στην μικροκλίμακα, υπάρχουν μερικές χρήσεις για τις τροποποιημένες θεωρίες
της βαρύτητας. Ο ίδιος εξηγεί ότι οι διαφορές μεταξύ του πώς λειτουργούν αυτές οι
τροποποιημένες θεωρίες στη μακροκλίμακα και στην μικροκλίμακα θα μπορούσαν να προσφέρουν
μια άλλη ματιά για την αλληλεπίδραση μεταξύ της βαρύτητας και της
κβαντικής φυσικής.
"Σύμφωνα με τον Αϊνστάιν", εξηγεί ο Olmo, "ο χωροχρόνος πρέπει να είναι σχεδόν
επίπεδος, παραδείγματος χάριν, στην τραπεζαρία σας ή το εσωτερικό ενός
ατόμου. Εντούτοις, στις θεωρίες Palatini
διαπιστώνουμε ότι είναι καμπύλος ακόμη και στο επίπεδο
του μικρόκοσμου, κάτι που έχει μια ισχυρή επίδραση στις ιδιότητες του
κβαντικού κόσμου. Το γεγονός αυτό μπορεί να μας οδηγήσει να καταλάβουμε
καλύτερα για το
πώς αλληλεπιδρούν αυτές οι τροποποιημένες θεωρίες της βαρύτητας με την
κβαντική θεωρία."
"Υπάρχουν διαφορετικές δυνατότητες για τις αιτίες που κρύβονται πίσω από την επιτάχυνση
του σύμπαντος", συνεχίζει ο Olmo. "Μερικοί θεωρητικοί χρησιμοποιούν τη
σκοτεινή ενέργεια για να εξηγήσουν την διαστολή, και άλλοι τροποποιούν τις
εξισώσεις της βαρύτητας για να μας πουν ότι δεν είναι υπεύθυνη η σκοτεινή ενέργεια.
Εντούτοις, θα μπορούσε να υπάρχει ένα μίγμα των προηγούμενων θεωριών."
Ο ίδιος λέει ότι είναι πολύ
δύσκολο να διακριθούν τα αποτελέσματα της σκοτεινής ενέργειας από αυτά
των τροποποιημένων εξισώσεων, και η διαφορά αυτή θα μπορούσε να κρατά το
κλειδί για το τι κρύβεται πίσω από το αυξανόμενο ρυθμό επέκτασης του
Κόσμου μας. Και ο Olmo σκέφτεται ότι η εφαρμογή των τροποποιημένων θεωριών της
βαρύτητας στην μικροκλίμακα όπως επίσης και στην μακροκλίμακα θα μπορούσε να βοηθήσει
ώστε να δούμε τα διαφορετικά αποτελέσματα.
"Εάν αυτή η ιδέα μπορεί να προχωρήσει τότε θα υπάρχει ένα πολύ
ενδιαφέρον μέλλον."
|
