중력의 “우주 불균형” 탐구

우리는 우주 가장자리의 신비를 이해하는 데 한 걸음 더 가까워졌습니다.

연구원 그룹 워털루대학교 브리티시 컬럼비아 대학교는 우주 중력의 “우주적 불균형” 가능성을 발견했는데, 이는 우주 수준에서 우주의 이상한 행동을 설명합니다.

지난 100년 동안 물리학자들은 중력이 우주 전체에 어떻게 작용하는지 설명하기 위해 알베르트 아인슈타인의 “일반 상대성 이론”에 의존해 왔습니다. 수많은 테스트와 관찰을 통해 정확성이 입증된 일반 상대성 이론은 중력이 물리적 3차원뿐만 아니라 4차원인 시간에도 영향을 미친다는 것을 나타냅니다.

“이 중력 모델은 내시경 검사부터 모든 분야에 필수적이었습니다. 대폭발 이 프로젝트의 주요 저자이자 최근 워털루 대학에서 수학 물리학을 전공한 Robin Wynn은 다음과 같이 말했습니다.

글로벌 규모의 도전

“그러나 우리가 우주 수준, 은하단 수준 및 그 이상의 수준에서 중력을 이해하려고 하면 일반 상대성 이론의 예측과 명백한 모순에 직면하게 됩니다. 이는 마치 중력 자체가 아인슈타인의 이론과 완전히 일치하지 않는 것과 같습니다. 우리는 이것을 모순이라고 부릅니다. '우주론적 결함'.” “수십억 광년 거리를 다룰 때 중력은 약 1% 약해집니다.”

20년 넘게 물리학자들과 천문학자들은 일반 상대성 이론의 명백한 모순을 설명하는 수학적 모델을 만들려고 노력해 왔습니다. 이러한 노력 중 많은 부분이 워털루에서 이루어졌습니다. 워털루는 응용 수학과 천체 물리학자 간의 지속적인 학제간 협력을 통해 최첨단 중력 연구의 오랜 역사를 갖고 있습니다.

역사적 맥락과 연구 노력

워털루 대학교 천체물리학 교수이자 페리미터 연구소 연구원인 니아예쉬 아프쇼르디(Niayesh Afshordi)는 “거의 100년 전 천문학자들은 우주가 팽창하고 있다는 사실을 발견했습니다.”라고 말했습니다.

“은하가 멀리 떨어져 있을수록 아인슈타인의 이론이 허용하는 최대 속도인 거의 빛의 속도로 움직이는 것처럼 보일 정도로 더 빠르게 움직입니다. 부족하다.”

아인슈타인의 이론을 수정하다

연구팀의 새로운 “우주론적 결함” 모델은 기존의 일반 상대성 이론의 성공적인 사용에 영향을 주지 않으면서 일부 우주론적 측정의 불일치를 해결하는 방식으로 아인슈타인의 수학 공식을 수정하고 확장합니다.

Wen은 “그것을 아인슈타인 이론의 각주라고 생각해보세요.”라고 말했습니다. “우주 영역에 도달하면 이용 약관이 적용됩니다.”

Afshordi는 “이 새로운 모델은 우리가 시공간을 넘어 풀기 시작한 우주 퍼즐의 첫 번째 증거일 수 있습니다.”라고 말했습니다.

“우주 중력 결함(A Universal Gravity Flaw)”이라는 제목의 이 연구는 우주론 및 천체 입자 물리학 저널.

참조: Robin Y. Wen, Lucas T. Herget, Niayesh Afshordi 및 Douglas Scott의 “Cosmic Gravity Glitch”, 2024년 3월 20일, 우주론 및 천체 입자 물리학 저널.
도이: 10.1088/1475-7516/2024/03/045