Teori semasa mungkin tidak menggambarkan Alam Semesta kita dengan tepat. Kredit gambar: Muzium Seni Halus Brussels, dan Institut Teleskop Angkasa. Klik untuk membesarkan
Seorang ahli astronomi China dari University of St Andrews telah menyempurnakan teori graviti Einstein yang hebat, mencipta teori 'sederhana' yang dapat menyelesaikan misteri gelap yang membingungkan para astrofisikawan selama tiga perempat abad.
Undang-undang baru untuk graviti, yang dikembangkan oleh Dr Hong Sheng Zhao dan rakannya dari Belgia, Dr Benoit Famaey dari Universiti Bebas Brussels (ULB), bertujuan untuk membuktikan sama ada teori Einstein sebenarnya betul dan adakah misteri astronomi Dark Matter sebenarnya wujud. Penyelidikan mereka diterbitkan pada 10 Februari di Astrophysical Journal Letters yang berpusat di AS. Rumus mereka menunjukkan bahawa graviti turun lebih sedikit dengan jarak seperti di Einstein, dan berubah secara halus dari sistem suria ke galaksi dan ke alam semesta.
Teori fizik graviti pertama kali dikembangkan oleh Isaac Newton pada tahun 1687 dan diperhalusi oleh teori relativiti umum Albert Einstein pada tahun 1905 untuk membenarkan lenturan cahaya. Walaupun ia adalah kekuatan yang paling awal diketahui, graviti masih menjadi misteri dengan teori yang masih belum disahkan oleh pemerhatian astronomi di angkasa.
‘Masalah’ dengan undang-undang emas Newton dan Einstein adalah ketika mereka bekerja dengan baik di bumi, mereka tidak menjelaskan pergerakan bintang dalam galaksi dan lenturan cahaya dengan tepat. Di galaksi, bintang berputar dengan cepat mengenai titik pusat, dipegang di orbit oleh tarikan graviti jirim di galaksi. Walau bagaimanapun, para astronom mendapati bahawa mereka bergerak terlalu cepat untuk dipegang oleh graviti bersama - jadi graviti tidak cukup untuk menahan galaksi bersama-sama sebaliknya bintang harus dilemparkan ke semua arah!
Penyelesaian untuk ini, yang diusulkan oleh Fritz Zwicky pada tahun 1933, adalah bahwa ada material yang tidak terlihat di galaksi, yang menghasilkan cukup gravitasi untuk menyatukan galaksi. Oleh kerana bahan ini tidak memancarkan ahli astronomi cahaya, ia menyebutnya 'Dark Matter'. Ia dianggap menyumbang sehingga 90% jirim di Alam Semesta. Namun tidak semua saintis menerima teori Dark Matter. Penyelesaian saingan dicadangkan oleh Moti Milgrom pada tahun 1983 dan disokong oleh Jacob Bekenstein pada tahun 2004. Daripada adanya bahan ghaib, Milgrom mencadangkan agar pemahaman ahli astronomi mengenai graviti tidak betul. Dia mencadangkan bahawa peningkatan graviti perkara biasa adalah penyebab pecutan ini.
Teori Milgrom telah dikendalikan oleh sejumlah ahli astronomi sejak dan Dr Zhao dan Dr Famaey telah mengusulkan rumusan baru karyanya yang mengatasi banyak masalah yang dihadapi versi sebelumnya.
Mereka telah membuat formula yang membolehkan graviti berubah secara berterusan dalam pelbagai skala jarak dan, yang paling penting, sesuai dengan data untuk pemerhatian galaksi. Untuk memasukkan data galaksi dengan sama baik dalam paradigma Dark Matter, akan sama mencabarnya dengan mengimbangi bola pada jarum, yang mendorong kedua astronom untuk melihat idea graviti alternatif.
Legenda mengatakan bahawa Newton mula memikirkan graviti ketika sebiji apel jatuh di kepalanya, tetapi menurut Dr Zhao, "Tidak jelas bagaimana sebiji apel akan jatuh di galaksi. Teori Mr Newton akan hilang secara besar-besaran - apelnya akan terbang keluar dari Bima Sakti. Usaha untuk mengembalikan epal di orbit yang bagus di sekitar galaksi selama bertahun-tahun menyebabkan dua aliran pemikiran: Dark Matter berbanding graviti bukan Newton. Zarah Dark Matter secara semula jadi berasal dari fizik, dengan simetri yang indah dan menjelaskan kosmologi dengan indah; mereka cenderung berada di mana-mana. Misteri sebenarnya adalah bagaimana menjauhkan mereka dari beberapa pelosok alam semesta. Dark Matter juga berganding bahu dengan Tenaga Gelap. Akan lebih indah sekiranya ada satu jawapan mudah untuk semua misteri ini ”.
Dr Zhao, seorang Fellow Lanjutan PPARC di University of St Andrews, School of Physics and Astronomy, dan anggota dari Scottish Universities Physics Alliance (SUPA), melanjutkan "Selalu ada peluang yang adil bahawa para astronom mungkin menulis ulang undang-undang graviti. Kami telah mencipta formula baru untuk graviti yang kami namakan sebagai 'formula sederhana', dan yang sebenarnya merupakan penyempurnaan Milgrom dan Bekenstein. Ini selaras dengan data galaksi sejauh ini, dan jika ramalannya disahkan lebih lanjut untuk sistem suria dan kosmologi, ia dapat menyelesaikan misteri Dark Matter. Kita mungkin dapat menjawab soalan umum seperti apakah teori graviti Einstein betul dan sama ada apa yang disebut Dark Matter sebenarnya wujud ”.
"Teori graviti bukan Newtonian sekarang ditentukan sepenuhnya pada semua skala dengan fungsi berterusan yang lancar. Sudah siap untuk memalsukan rakan saintis. Sudah waktunya untuk bersikap terbuka untuk bidang baru yang diramalkan dalam formula kami sementara kami terus mencari partikel Dark Matter. "
Formula baru akan disampaikan ke bengkel antarabangsa di Royal Observatory Edinburgh pada bulan April, yang akan diberi kesempatan untuk menguji dan membahaskan teori yang dikerjakan semula. Dr Zhao dan Dr Famaey akan menunjukkan formula baru mereka kepada penonton ahli Dark Matter dan pakar graviti dari sepuluh negara yang berbeza.
Dr Famaey berkomentar "Tidak mungkin teori gravitasi yang diubah, atau teori Dark Matter, seperti yang dirumuskan hari ini, akan menyelesaikan semua masalah dinamika galaksi atau kosmologi. Kebenaran pada prinsipnya terletak di antara, tetapi sangat masuk akal bahawa kita kehilangan sesuatu yang mendasar mengenai graviti, dan bahawa pendekatan teori baru yang radikal akan diperlukan untuk menyelesaikan semua masalah ini. Walaupun begitu, formula kami sangat menarik sehingga menggoda untuk melihatnya sebagai sebahagian daripada teori asas yang belum diketahui. Semua data galaksi nampaknya dapat dijelaskan dengan mudah ”.
Sumber Asal: Siaran Berita PPARC
