Albert Einstein 1915-ben mutatta be általános relativitáselméletét. A hipotézis leegyszerűsítve azt írja le, hogy az objektumok, például egy galaxis tömege mennyire képes meggörbíteni a téridőt.
Az elméletet megjelenése óta rengetegszer tesztelték a Naprendszerben és a Tejútrendszerben egyaránt. A Thomas Collett, a Portsmouthi Egyetem Kozmológiai és Gravitációs Intézetének munkatársa által vezetett nemzetközi csapat viszont a közelmúltban először vizsgálta precízen az általános relativitáselméletet nagy csillagászati skálán – írja a Space.com.
A szakértők a Hubble űrtávcső és a chilei Nagyon Nagy Távcső (Very Large Telescope) adatait elemezték. Az eredmények azt mutatják, hogy a gravitáció a távoli galaxisokban is úgy viselkedik, mint a csillagászati értelemben vett környezetünkben.
A kutatás emellett a feltételezett sötét anyag és sötét energia létezését is alátámasztja.
A standard kozmológiai modell azt írja le, hogy miként működnek és lépnek kölcsönhatásba egymással az alapvető erők és részecskék az Univerzumban. A megfigyelések azonban nem mindig vannak összhangban az elmélettel.
Ahhoz, hogy a standard modell működjön, úgynevezett sötét anyagra és sötét energiára van szükség. Előbbi azt a csillagászati műszerekkel nem mérhető anyagot jelöli, melynek jelenlétére a gravitációs hatásából tudunk következtetni, utóbbi pedig azt a feltételezett energiaformát fejezi ki, amely erős antigravitációs hatást vált ki.
Néhány szakértő olyan alternatív gravitációs elméleteket dolgozott ki, amelyek szükségtelenné teszik a sötét energia és a sötét anyag használatát a standard modellben. Az új vizsgálat szerint viszont a gravitáció a Világegyetem távolabbi régióiban is úgy viselkedik, mint a közelünkben. Ez pedig ellentmond az alternatív hipotéziseknek.
Collett kiemelte, új tanulmányuk nem konkrét bizonyíték a sötét anyagra és sötét energiára, inkább csak újabb érvet jelent ezek létezése mellett.
Kozmikus lencsék
A szakértők a kísérletben egy erős gravitációs lencsét hívtak segítségül. A gravitációs lencsék azok a nagy tömegű objektumok, például galaxisok, amelyek meggörbítik a mögöttük elhelyezkedő objektumok fényét. A vizsgálatban egy közeli, 500 millió fényévre fekvő galaxist, az ESO 325-G004-et használták gravitációs lencseként.
Bizonyos esetekben, amikor a lencse és a mögötte fekvő objektum a megfigyelővel egy vonalba esik, a lencse körkörösen, úgynevezett Einstein-gyűrűben képezi le a hátsó objektum képét. A gyűrű átmérőjének tanulmányozásával következtetni lehet a téridő görbületére is.
Mivel az általános relativitáselmélet azt is megjósolja, hogy a tömeg mekkora görbületet idéz elő, a csapat a galaxisok tömegének kiszámításával pontosítani tudta a téridő görbületére vonatkozó becslést. A rendszerek tömegét a bennük mozgó csillagok sebességéből számolták ki.
Az eredmények összességében azt mutatják, hogy az általános relativitáselmélet megállja a helyét ilyen távolságokban is. Collett és kollégái azt tervezik, hogy később még messzebbi galaxisokon is tesztelik majd az elméletet.
(Kiemelt kép: Thinkstock)
