Teori, der udfordrer Einsteins fysik, kunne snart blive afprøvet

Forskere bag en teori om, at lysets hastighed er variabel - og ikke konstant som Einstein foreslog - har lavet en forudsigelse, der kunne testes.

Einstein bemærkede, at lysets hastighed forbliver den samme i enhver situation, og det betød, at rum og tid kunne være forskellige i forskellige situationer.

Antagelsen om, at lysets hastighed er konstant, og har altid været, understøtter mange teorier inden for fysik, såsom Einsteins teori om generel relativitetsteori. I særdeleshed, det spiller en rolle i modeller af, hvad der skete i det meget tidlige univers, sekunder efter Big Bang.

Men nogle forskere har antydet, at lysets hastighed kunne have været meget højere i dette tidlige univers. Nu, en af ​​ophavsmændene til denne teori, Professor João Magueijo fra Imperial College London, arbejder sammen med Dr. Niayesh Afshordi ved Perimeter Institute i Canada, har lavet en forudsigelse, der kunne bruges til at teste teoriens validitet.

Strukturer i universet, for eksempel galakser, alle dannet af udsving i det tidlige univers - små forskelle i tæthed fra en region til en anden. En registrering af disse tidlige udsving er præget på den kosmiske mikrobølgebaggrund - et kort over det ældste lys i universet - i form af et 'spektralindeks'.

Arbejde med deres teori om, at fluktuationerne var påvirket af en varierende lyshastighed i det tidlige univers, Professor Magueijo og Dr. Afshordi har nu brugt en model til at sætte et præcist tal på spektralindekset. Den forudsagte figur og den model, den er baseret på, offentliggøres i tidsskriftet Fysisk gennemgang D .

Kosmologer får i øjeblikket stadig mere præcise aflæsninger af dette tal, så den forudsigelse snart kunne testes - enten at bekræfte eller udelukke teamets model af det tidlige univers. Deres figur er en meget præcis 0,96478. Dette er tæt på det nuværende skøn over aflæsninger af den kosmiske mikrobølgebaggrund, hvilket sætter det omkring 0,968, med en vis fejlmargin.

RADISK IDE

Professor Magueijo sagde:"Teorien, som vi først foreslog i slutningen af ​​1990'erne, har nu nået et modenhedspunkt - det har produceret en testbar forudsigelse. Hvis observationer i den nærmeste fremtid finder, at dette tal er nøjagtigt, det kunne føre til en ændring af Einsteins tyngdekraftsteori.

"Tanken om, at lysets hastighed kunne være variabel, var radikal, da den først blev foreslået, men med en numerisk forudsigelse, det bliver noget fysikere rent faktisk kan teste. Hvis sandt, det ville betyde, at naturlovene ikke altid var de samme, som de er i dag. "

Testbarheden af ​​lysteoriens varierende hastighed adskiller den fra den mere almindelige rivaliserende teori:inflation. Inflation siger, at det tidlige univers gennemgik en ekstremt hurtig ekspansionsfase, meget hurtigere end den nuværende udvidelseshastighed af universet.

HORIZON -PROBLEMET

Disse teorier er nødvendige for at overvinde det, fysikere kalder 'horisontproblemet'. Universet, som vi ser det i dag, ser ud til at være stort set det samme overalt, for eksempel har den en relativt homogen densitet.

Dette kunne kun være sandt, hvis alle områder i universet var i stand til at påvirke hinanden. Imidlertid, hvis lysets hastighed altid har været den samme, så er der ikke gået nok tid til, at lyset har rejst til kanten af ​​universet, og 'udjævne' energien.

Som en analogi, at opvarme et rum jævnt, den varme luft fra radiatorer i begge ender skal bevæge sig gennem rummet og blandes helt. Problemet for universet er, at 'rummet' - den observerede størrelse af universet - ser ud til at være for stort til, at dette er sket i tiden, siden det blev dannet.

Den varierende lyshastighedsteori antyder, at lysets hastighed var meget højere i det tidlige univers, gør det muligt at forbinde de fjerne kanter, når universet ekspanderer. Lysets hastighed ville derefter være faldet på en forudsigelig måde, efterhånden som universets tæthed ændrede sig. Denne variation førte holdet til den forudsigelse, der blev offentliggjort i dag.

Den alternative teori er inflation, som forsøger at løse dette problem ved at sige, at det meget tidlige univers udjævnede sig, mens det var utroligt lille, og derefter pludselig udvidet, med ensartetheden allerede præget på den. Selvom dette betyder, at lysets hastighed og de andre fysiske love, som vi kender dem, bevares, det kræver opfindelsen af ​​et 'inflationsfelt' - et sæt betingelser, der kun eksisterede dengang.

'Kritisk geometri af et termisk big bang' af Niayesh Afshordi og João Magueijo udgives i Fysisk gennemgang D .