Einsteinova všeobecná teória relativity, ktorá pred vyše storočím prevrátila náš pohľad na gravitáciu a vesmír, opäť potvrdila svoju správnosť. Tentokrát sa stala predmetom jedného z najrozsiahlejších testov, aké kedy boli vykonané. Tím vedcov z Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) zanalyzoval distribúciu takmer 6 miliónov galaxií, mapujúc ich históriu cez posledných 11 miliárd rokov.

Výsledky publikované na predtlačovom serveri arXiv ukázali, že vesmír sa správa presne tak, ako to predpovedá Einsteinova teória – a to na najväčších možných mierkach. Na tému upozornil portál ScienceAlert.

Teória relativity

Gravitácia, ako ju popisuje teória relativity, je kľúčová pre vznik a vývoj vesmíru. Je to sila, ktorá spôsobuje, že objekty s hmotnosťou sa navzájom priťahujú a zároveň menia geometriu časopriestoru. Vesmír však nie je len o viditeľnej hmote. Väčšinu jeho štruktúry tvorí stále nepolapiteľná temná hmota a temná energia, ktoré zostávajú jednými z najväčších záhad modernej fyziky.

Claire Lamman and Michael Rashkovetskyi/DESI collaboration

Teória relativity popisuje gravitáciu ako zakrivenie časopriestoru spôsobené hmotou, pričom predpokladá, že tento jav funguje univerzálne. Najnovšie analýzy v rámci projektu DESI sa zamerali na tzv. kozmickú pavučinu – štruktúru tvorenú temnou hmotou, pozdĺž ktorej sú rozložené galaxie. Táto štruktúra je výsledkom pôsobenia gravitačných síl v kombinácii s expanziou vesmíru.

V novej štúdii tím vedcov skúmal, ako sa galaxie združujú do filamentov a uzlov tejto pavučiny a ako sa ich rozloženie menilo v priebehu miliárd rokov. Výsledky potvrdili, že vývoj kozmickej štruktúry zodpovedá predpovediam všeobecnej teórie relativity.

Projekt DESI

Projekt DESI je aktuálne najpresnejším nástrojom na mapovanie viditeľného vesmíru. Prístroj bol uvedený do prevádzky v roku 2019 a jeho hlavnou úlohou je zhromažďovať dáta o distribúcii galaxií a kvazarov. Len za prvý rok svojej činnosti DESI podrobne zmapoval 5,7 milióna objektov, čím umožnil vedeckému tímu analyzovať evolúciu kozmickej štruktúry.

KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/R. Sparks

„Tento projekt nám dáva jedinečnú príležitosť testovať teórie gravitácie na kozmologických mierkach,“ uviedla Pauline Zarrouk z Francúzskeho národného centra pre vedecký výskum. Získané údaje navyše priniesli nové obmedzenia na hmotnosť neutrína, teda častice, ktorej presnú hodnotu sa doteraz nepodarilo určiť.

Cieľom projektu DESI je do roku 2025 zmapovať viac ako 40 miliónov galaxií, čím sa výrazne rozšíri naše chápanie o vývoji vesmíru a jeho záhadách. Medzi hlavné otázky patrí povaha temnej hmoty a temnej energie, ktoré spoločne tvoria až 95 % vesmíru, no ich charakter ostáva neznámy.

„Temná hmota a temná energia sú kľúčové pre pochopenie fungovania vesmíru, ale ich presná povaha je stále záhadou,“ vysvetlil Mark Maus z Lawrence Berkeley National Laboratory. Výskum DESI môže otvoriť cestu k objavom, ktoré spoja kvantovú mechaniku s klasickou fyzikou, čím by vyriešili jeden z najväčších problémov modernej fyziky.