Добавить новость
ru24.net
News in English
Июнь
2023

Euclid space mission is set for launch – here’s how it will test alternative theories of gravity

0


The European Space Agency’s (Esa) Euclid mission will launch into space on a Falcon9 rocket from SpaceX on July 1, or soon after. Many of us who have worked on it will be in Florida to watch the nail-biting event.

The mission is specifically designed to study the dark universe, probing both “dark matter” and “dark energy” – unknown substances thought to make up 95% of the energy density of the universe.

But it will also be able to test some strange, alternative models of gravity – potentially challenging Albert Einstein’s great theory of general relativity.

Scientists have known about the existence of dark matter for nearly a century now. It was proposed after astronomers noted that galaxies in clusters had mysteriously high speeds. Such speeds should cause the clusters to evaporate unless there was some extra mass holding them together. As this matter wasn’t shining in the same way as the visible galaxies, it was dubbed dark matter.

Gravitational lensing is a new tool to see this dark material. This effect relies on our understanding of general relativity. As light travels to us from distant galaxies, its path is bent by large clumps of matter (dark or bright) in the foreground – changing their appearance (and location).

This change is easily seen near the cores of massive clusters (see image below) – with galaxies stretched into arcs, appearing to be long, thin and curved. We can use this warping to determine the amount of matter in the foreground cluster. And that confirms again that much of the mass in these clusters is indeed dark.

Gravitational lensing in the galaxy cluster Abell 1689.

Gravitational lensing in the galaxy cluster Abell 1689. NASA/CXC/MIT/E.-H Peng et al; Optical: NASA/STScI

But what could it be made of? Many physicists believe it is an unknown elementary particle. A popular candidate, which is yet to be detected, is axions, which were originally introduced to explain why certain fundamental symmetries of nature appear to be broken.

However, there are other possibilities. Rather than postulating the need for dark matter, one can probe gravity. The strength of gravity may become weaker than predicted on the scale of galaxies and beyond. On these scales, there are some alternative models of gravity that can explain galaxy rotation curves without assuming there’s any dark matter. The challenge for any of these alternatives is to do so consistently on all scales.

While there are several Earth-based searches for dark matter particles, they have so far not found significant evidence. Therefore, astronomical observations of galaxy clusters remain our best option for testing the various theories that can explain dark matter. This is where Euclid will excel due to its outstanding resolution, providing a sharpness similar to the Hubble space telescope (see image) across a third of the sky. By comparison, Hubble has observed only 5% of the whole sky.

The number of images we will obtain of clusters will increase a hundred-fold with Euclid, allowing us to study in detail the distribution of dark matter within such clusters to high precision. How the dark matter is distributed may be key to its origin and mass, ruling out a range of possible candidate particles and gravity theories along the way.

Dark energy and gravity

Dark matter is potentially easy to understand compared to dark energy, which was proposed to explain the discovery that the expansion of the universe is accelerating – at odds with the prediction from Einstein’s theory of gravity. This strange substance is vexing to physicists and cosmologists, with the simplest idea being that dark energy is just the energy of empty space (“vacuum energy”).

Essentially, as we gain more space in an expanding universe, we gain more vacuum energy, which then drives the observed acceleration.

This simple explanation is reasonable except for the uncomfortable truth that the observed density of dark energy is many orders of magnitude lower than predicted by quantum theory, which rules the universe on the smallest of scales. In short, this simple explanation asks more questions than it answers.

As with dark matter, an alternative explanation for dark energy is that it isn’t really a substance or form of energy at all, but again a sign that gravity is behaving differently on the largest scales.

This has led to a flurry of new ideas that extend our theory of gravity beyond general relativity. For example, could gravity exist in more than the four dimensions (three spatial dimensions plus time) that the rest of the universe experiences? Are there new fundamental fields that we don’t know about yet, which interact with gravity?

Or perhaps Einstein’s theory is valid for the weak gravitational fields we experience on Earth, but becomes radically different in extremely strong gravitational fields, like those near the event horizons of black holes.

The challenge for all these alternative gravity models is to work together, for both dark matter and dark energy. Ideally, they should work on all scales and masses, as a single theory. Physicists believe strongly in Occam’s razor – that the best theories have the least number of assumptions.

Euclid will help us test these exotic gravity models by mapping the positions of millions of galaxies over vast regions of the universe. This allows us to trace the “cosmic web”, a sponge-like structure of filaments and voids in space. These seem to be laid down first in dark matter and then sprinkled with galaxies.

This cosmic web is formed by billions of years of gravitational collapse, meaning its structure and statistics are sensitive to the laws of gravity at work on cosmological scales. By measuring its properties, we can determine whether a new theory of gravity would fit the data better than Einstein’s theory.

As we return to Earth, there is much excitement in the astrophysics community about what Euclid will do. This is the first time we’ve had a satellite dedicated to mapping dark matter and dark energy.

The Euclid data will last a lifetime and generations of cosmologists will spend their careers studying it. As we watch Euclid launch into the Florida sky, we will be one step closer to answering some of the most fundamental questions in science.The Conversation

Robert Nichol, Pro Vice-Chancellor and Executive Dean, University of Surrey and Tessa Baker, Royal Society University Research Fellow, Reader in Cosmology, Queen Mary University of London

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Директор Росгвардии генерал армии Виктор Золотов принял участие в посвященных 100-летию дивизии имени Ф.Э. Дзержинского торжественных мероприятиях

Вербовку Зеленского могут успешно применить?!

СЕНСАЦИОННЫЙ ДОКЛАД ПРО ДЕЛО СКРИПАЛЕЙ, САФРОНОВА, ГОЛУНОВА.

Директор Росгвардии генерал армии Виктор Золотов принял участие в посвященных 100-летию дивизии имени Ф.Э. Дзержинского торжественных мероприятиях


АФК «Система» планирует модернизировать Вологодский текстильный комбинат

Опубликован список авиакомпаний и их цены на перелёты в Таиланд этим летом

Лучшие «цитаты» Джейсона Стэтхема в брутальном блокбастере «Юмор FM»

Сохраним океан для планеты с Waldorf Astoria Seychelles Platte Island


Frustrated England stars including Kane and Bellingham consoled by Wags and family in stands after tame Denmark draw

Sophie Turner Keeps it Glam While Attending Grand Opening of Peninsula London

PGA Tour Commissioner Jay Monahan shuts down Saudi agreement rumors: “complex scenario”

Bradley Wiggins accused of ‘trashing’ posh VW campervan as pals say bankrupt cyclist has sold his medals and shirts


Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Отделение СФР по Москве и Московской области выплатило единовременное пособие при передаче ребенка на воспитание в семью 474 семьям региона

Комфорт, безопасность и время для себя: что предоставляет клиентам «Таксовичкоф»

BIA Technologies повысила производительность сборки специй в компании FOSFOREL на 15%

На Азина рухнул расселенный дом


To create its cast of Baldur's Gate 3 companions, Larian came up with 'hundreds and hundreds' of character concepts: 'It was a huge, huge list'

Мафия-НН: С юных ногтей будем учиться вгрызаться в двери, закрывающие ментальные миры.

Embracer has closed Alone in the Dark studio Pieces Interactive

The original Counter-Strike mod is 25 years old, Valve calls it 'the greatest videogame ever made'


Відомий аграрій Кормишкін, складає свої депутатські повноваження


За прошедшую неделю подмосковные росгвардейцы обеспечили безопасность более 200 мероприятий

Топ-5 самых ярких зарубежных архитектурных проектов на первичном рынке Москвы

Московский аэропорт Домодедово и Всероссийское общество инвалидов заключили соглашение о сотрудничестве




Собянин предупредил москвичей о ливнях и возможном формировании смерчей 20 июня

Психолог Ольга Романив: как научиться расслабляться на отдыхе и не думать о работе

Директор Росгвардии генерал армии Виктор Золотов принял участие в посвященных 100-летию дивизии имени Ф.Э. Дзержинского торжественных мероприятиях

Политолог Марков: Джефф Монсон принял ислам в Москве


Осужденный за взятки бывший глава Кировской области Никита Белых вышел на свободу

Современный комплекс по выращиванию африканского сома появится в Подмосковье

Акция по сбору помощи для бойцов СВО началась в Москве

ВТБ: треть россиян оценили затраты на свадьбу в 2024 году в 500 тыс. рублей


Рублёв и еще два российских теннисиста не сыграют на Олимпиаде в Париже

Курникова показала трогательные фото Энрике Иглесиаса

Людмила Самсонова не отдала голландскую траву // Она продолжила серию российских побед на теннисном турнире в Хертогенбосе

«Ну и где здесь «группа смерти?» ATP показала, каким был бы Евро-2024 с теннисистами


В результате непогоды в Москве и Подмосковье повреждены более 500 автомобилей

"Не беспокойтесь". Путин затроллил Запад Пхеньянским пактом

Депрессия и рак: токсиколог Кутушов предупредил об опасности водки

Стало известно, где в Москве продаются самые доступные квартиры


Музыкальные новости

Филипп Киркоров, Люся Чеботина, SHAMAN – 25 ярких звезд в Открытой студии «Авторадио» на «Премии МУЗ-ТВ 2024»

Братья Грим и Найк Борзов выступят в Нижегородской области в День молодежи

Память Жанны Фриске почтили посмертной наградой и ее песней на музыкальной премии

Возвращение певицы Жанны Агузаровой обернулось скандалом



Галина Ржаксенская впервые стала участником ПМЭФ в Санкт-Петербурге

СЕНСАЦИОННЫЙ ДОКЛАД ПРО ДЕЛО СКРИПАЛЕЙ, САФРОНОВА, ГОЛУНОВА.

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Отделение СФР по Москве и Московской области выплатило единовременное пособие при передаче ребенка на воспитание в семью 474 семьям региона

Как Россия уступила Азербайджану значительные территории Дагестана и два села


Социальные и ESG-проекты ГПМ Радио названы лучшими в России

Иерей Александр Туховский: Очень нужна помощь!

Филипп Киркоров, Shaman, Сергей Жуков, Катя IOWA показали награды и наряды в студии "Авторадио"

Кинопродюсер.


В Москве движение на участке Боровского шоссе перекрыли из-за осадков

Движение на участке Боровского шоссе в Новой Москве ограничили из-за подтопления

Бесплатный билет в музеи Зеленоградска от «ПАРАDOX» и BelkaCar

Фест, байк, рок-н-ролл. Как в Москве отметили День мотоциклиста


СЕНСАЦИОННЫЙ ДОКЛАД ПРО ДЕЛО СКРИПАЛЕЙ, САФРОНОВА, ГОЛУНОВА.

ДОКЛАД ПРО ДЕЛО СКРИПАЛЕЙ, САФРОНОВА, ГОЛУНОВА. ПРО НАУКУ АКТИВНОЙ ВСЕЛЕННОЙ. ЭКСПЕРТ АНАТОЛИЙ ГОЛОД.

СЕНСАЦИОННЫЙ ДОКЛАД ПРО ДЕЛО СКРИПАЛЕЙ, САФРОНОВА, ГОЛУНОВА.

Путин летит к Ким Чен Ыну. Россия и Северная Корея станут стратегическими партнёрами


ПМЭФ-2024: премиальный бренд HONGQI представил на Форуме свои флагманские и новые модели

Зачем Марина Александрова уехала из Москвы в сибирскую глушь




Московский аэропорт Домодедово и Всероссийское общество инвалидов заключили соглашение о сотрудничестве

Сеть клиник «Будь Здоров» запустила собственное мобильное приложение для пациентов

В России запустили бесплатного цифрового ЗОЖ-помощника

В Москве убийца пожилых инвалидов засунул сборник нот в тело жертвы



Резидент «Инсайт Люди» Дмитрий Зубов установил мировой рекорд по чеканке мяча

Красногорск первым встретил участников международного супермарафона Москва-Минск

В УФСИН России по Республике Дагестан прошли лично-командные соревнования по легкой атлетике

В Лужниках состоялась церемония открытия Всероссийской Спартакиады Специальной Олимпиады




Собянин: Москва и Пекин подписали программу сотрудничества на 2024-2026 годы

Собянин рассказал о росте турпотока из Китая

Сергей Собянин: Активно укрепляем отношения с Китаем

Москва-Пекин. Собянин в Китае подписал соглашение о сотрудничестве


Российские компании придерживаются собственного подхода в ESG

По каким признакам можно распознать машину-«утопленника»: лайфхак

Бизнес-омбудсмен Москвы оказывает поддержку НМСП

Козлов: Россия и КНДР прорабатывают возможность запуска прямых рейсов


Суд арестовал главу WorldSkills Russia Уразова

Стало известно, где в Москве продаются самые доступные квартиры

МИД Южной Кореи вызовет российского посла из-за договора Москвы и Пхеньяна

"Не беспокойтесь". Путин затроллил Запад Пхеньянским пактом


Ниже воды: как идет обновление подводного флота России

Более 39 млн рублей направлено на летний отдых и оздоровление детей-сирот в Архангельской области

Преподаватель из Архангельска вышла в финал международного конкурса «Педагогическое начало – 2024»

Актера Игоря Меркулова похоронят на Николо-Архангельском кладбище


Выставка-посвящение «Первая дама советской скульптуры»

В Симферополе пройдёт спектакль-акция «Подаренная жизнь»

Аварийное отключение электроэнергии произошло почти в тридцати населенных пунктах Крыма

Фольклорно-литературная программа «Сказки детства, полные чудес, нас уводят в царство тридесятое»


Ярославцам пообещали легкое метро до Москвы за полтора часа

Спрос на заказ цветов онлайн за последние четыре года вырос почти втрое

В результате непогоды в Москве и Подмосковье повреждены более 500 автомобилей

В Тверской области ищут невысокого седого мужчину












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
ATP

Лучший теннисист Казахстана узнал позицию в обновленном рейтинге ATP






В результате непогоды в Москве и Подмосковье повреждены более 500 автомобилей

Порядка 3,5 тысячи арт-объектов продано за первые недели на вернисаже на Никитском бульваре

Собянин рассказал, где в ближайшие три года откроются новые детсады

Величественное появление российских стратегов над Аляской: Америка, ты не ожидала этого поворота