变色龙理论可以改变科学家如何考虑重力

变色龙理论可以改变我们对引力的思想

计算机生成的图像显示了一个经过改进的引力模拟的盘状星系。图像显示(图像右侧,红蓝颜色)星系圆盘内的气体密度,恒星显示为亮点。图像的左侧显示了圆盘内气体的力的变化,其中黑暗的中心区域对应的是标准的、类似广义相对论的力,而亮黄色区域对应的是增强的(修正的力)。图片显示了从上方和侧面看到的模拟星系。克里斯蒂安·阿诺德/李宝久/杜伦大学。

爱因斯坦的广义相对论举世闻名——但它可能不是解释引力如何起作用以及星系如何形成的唯一方法。杜伦大学(Durham University)的物理学家创造了巨大的超级计算机模拟宇宙,以测试另一种理论。

我们的研究人员发现,F(R)-Gravity - 所谓的变色龙理论 - 也可以解释宇宙中结构的形成。模拟显示圆盘螺旋星系像我们这样的银河即使应用了不同的重力定律,仍然形成。

科学家们已经知道f(R)-引力可以重现广义相对论在证明我们太阳系演化过程中的成功。但我们现在的新研究表明,这一理论也可以应用于非常大的宇宙尺度上的星系形成。

但这并不意味着爱因斯坦错了!相反,它表明可能有多种方法可以在宇宙的演变中解释重心的作用。

改进的重力模拟

图像显示(图像右侧,红蓝颜色)星系圆盘内的气体密度,恒星显示为亮点。图像的左侧显示了圆盘内气体的力的变化,其中黑暗的中心区域对应的是标准的、类似广义相对论的力,而亮黄色区域对应的是增强的(修正的力)。图片显示了从上方和侧面看到的模拟星系。克里斯蒂安·阿诺德/李宝久/杜伦大学。

广义相对论是由爱因斯坦在20世纪早期提出的,用来解释空间中大型物体的引力效应。这对理解宇宙加速膨胀也有影响,宇宙加速膨胀被认为是由一种叫做暗能量的神秘物质驱动的。

然而,像F(R)-Gravity这样的模型也可以解释宇宙的快速增长,我们的研究人员表示他们的工作也可能是识别什么是暗能的一步。我们的天文学家和宇宙学家是世界上最好的,并且在宇宙科学中不断脱落新光。

在过去的一年里,我们还展示了超级分类的黑洞如何帮助衡量早期宇宙的扩张;我们的银河系如何与邻近的星系灾难性的碰撞课程;为什么天王星在它的一侧倾斜。

我们还在帮助建立极大的望远镜 - 世界上最大的望远镜。了解更多关于我们的宇宙学和天文学研究。

f(R)引力研究发表在《自然天文学》杂志上。由我们计算宇宙学研究所的Christian Arnold博士和李宝久教授以及我们粒子物理现象学研究所的研究生Matteo Leo领导。

该研究由欧洲研究委员会和科学和技术设施委员会提供资金。基于达勒姆大学的DIDAC数据中心系统运行计算机模拟。

出版物:Christian Arnold,Matteo Leo&Baojiu Li,“F(R)改性重力的Galaxy形成的现实模拟”自然天文学(2019)

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