gravitasjonsmodeller

Gravitasjonsmodeller er teoretiske rammeverk som beskriver gravitasjon, fra klassisk mekanikk til moderne relativistiske teorier, og inkluderer også alternative tilnærminger som endrer gravitasjonens oppførsel på ulike skalaer. De deles ofte inn i klassiske gravitasjonsmodeller, som Newtons universelle gravitasjon, og relativistiske modeller basert på Einsteins generelle relativitetsteori, samt en rekke modifikasjons- eller alternative teorier som søker å forklare fenomener uten å anta ukjente komponenter.

Grunnlaget i klassisk gravitasjon er Newtons lov og Poisson-ligningen, som beskriver bevegelse og potensial i et lav-energi regime. Generell relativitet beskriver gravitasjon som kurving av spacetime, med feltlikningene Gμν = 8πG Tμν, og forutsier blant annet lysbøyning, tidsdilasjon og gravitasjonsbølger.

I tillegg eksisterer modeller som modifiserer gravitasjonen på forskjellige måter. MOND (Modified Newtonian Dynamics) og den relativistiske utvidelsen TeVeS prøver å forklare galaksenes rotasjonskurver uten mørk materie, mens f(R)-gravitasjon og andre scalar-tensor-teorier (for eksempel Brans-Dicke) utfordrer eller utvider GR. Det finnes også modeller som involverer massive gravitoner eller ekstra dimensjoner (for eksempel brane-verden-tilnærminger som DGP).

Fortsatt er gravitasjonsmodeller under strenge tester gjennom presise målinger i solsystemet (PPN-formalismen), gravitasjonslinsering, kosmologiske data og direkte oppdagelser av gravitasjonsbølger (LIGO/Virgo) samt bilder av svarte hull (Event Horizon Telescope).

I praksis er standardmodellen for kosmologi basert på general relativitet kombinert med mørk materie og mørk energi, men gravitasjonsmodeller fortsetter å være et aktivt forskningsfelt som søker å forklare fenomener på ulike skalaer og i ulike epoker av universet.