H θεωρία της σχετικότητας σε κοσμική κλίμακα

Οι επιστήμονες έχουν αποδείξει ότι η θεωρία βαρύτητας του Αϊνστάιν (θεωρία της σχετικότητας), σύμφωνα με την οποία η βαρύτητα ενός αντικειμένου (π.χ. ενός πλανήτη) καμπυλώνει τον χωρόχρονο γύρω του, ισχύει στο επίπεδο του ηλιακού μας συστήματος, αλλά υπήρχαν κάποιες αμφιβολίες για το αν ισχύει και σε συμπαντική κλίμακα.Τώρα, μια νέα έρευνα Δανών αστροφυσικών, η οποία μέτρησε το φως που έρχεται στη Γη από μακρινές ομάδες γαλαξιών, επιβεβαίωσε ότι ο Αϊνστάιν είχε δίκιο και σε κοσμική κλίμακα.Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τον Ράντεκ Βόιτακ του Ινστιτούτου Νιλς Μπορ του πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης, έλεγξαν κατά πόσο ισχύει η πρόβλεψη της θεωρίας της σχετικότητας ότι το φως χάνει ένα μέρος της ενέργειάς του καθώς «δραπετεύει» από ένα πεδίο βαρύτητας. Όσο πιο ισχυρό είναι το βαρυτικό πεδίο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενεργειακή απώλεια του φωτός.Λόγω αυτής της πρόβλεψης, τα φωτόνια που εκπέμπονται από το κέντρο μιας ομάδας γαλαξιών (η οποία συνήθως περιέχει χιλιάδες γαλαξίες), θα πρέπει να χάνουν περισσότερη ενέργεια σε σχέση με το φως που έρχεται από τα άκρα της γαλαξιακής ομάδας, επειδή η βαρύτητα είναι πιο ισχυρή στο κέντρο παρά στην περιφέρεια.Εφόσον αυτό συμβαίνει, το φως που προέρχεται από το κέντρο της ομάδας γαλαξιών, θα έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος σε σχέση με το φως που έρχεται από τα άκρα και, κατά συνέπεια, το φως αυτό θα πρέπει να είναι μετατοπισμένο προς το ερυθρό άκρο του φάσματος του φωτός (το εν λόγω φαινόμενο αποκαλείται «βαρυτική μετατόπιση προς το ερυθρό»).Οι Δανοί αστροφυσικοί συνέλεξαν δεδομένα από περίπου 8.000 ομάδες γαλαξιών και βρήκαν ότι όντως το φως που προέρχεται από αυτές τις ομάδες, είναι μετατοπισμένο προς το ερυθρό του φάσματος κατά αναλογία με την απόσταση από το κέντρο της γαλαξιακής ομάδας, ακριβώς δηλαδή όπως προβλέπει η θεωρία της γενικής σχετικότητας.Όπως είπε ο Βόιτακ, «διαπιστώσαμε ότι το φως που προερχόταν από γαλαξίες στο κέντρο της ομάδας τους, δυσκολευόταν να εξέλθει από το πεδίο βαρύτητάς τους, ενώ αυτό ήταν πιο εύκολο για το φως που προερχόταν από τους γαλαξίες στην περιφέρεια μιας ομάδας».Εκτός από την επιβεβαίωση του Αϊνστάιν, ο οποίος δημοσίευσε τη θεωρία της σχετικότητας το 1926, η νέα έρευνα παρέχει ισχυρή στήριξη στο λεγόμενο «μοντέλο Λάμδα» (πρόκειται για την «κοσμολογική σταθερά») της ψυχρής σκοτεινής ύλης, την επικρατούσα κοσμολογική θεωρία, σύμφωνα με την οποία το μεγαλύτερο μέρος του σύμπαντος αποτελείται από αόρατη ύλη.Εκτός του να αποδυναμώνει τις εναλλακτικές θεωρίες που θεωρούν περιττή την παρουσία της σκοτεινής ύλης, η νέα έρευνα ενισχύει και τη θεωρία για την ύπαρξη της σκοτεινής ενέργειας, της μυστηριώδους δύναμης που, σύμφωνα με τους υπολογισμούς συνιστά περίπου το 72% του σύμπαντος και φαίνεται να επιταχύνει την επέκτασή του, απομακρύνοντας μεταξύ τους τούς γαλαξίες, τα άστρα και τους πλανήτες.