|
Теория гравитации слабо применима к реальному миру
|
|
|
|
Популярная среди физиков теория гравитации слабо применима к реальному миру. Астрономы пришли к такому выводу, рассмотрев, что происходит в непосредственной близости от черных дыр. Также исследователи предложили новый способ построения моделей черных дыр. Свои рассуждения сотрудница Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина (УрФУ) и ее коллега из Токийского университета представили в журнале Classical and Quantum Gravity.
|
|
|
|
На сегодняшний день большинство ученых считает, что черные дыры — это реальные объекты, а не только математические решения уравнений общей теории относительности. Однако в современной физике накопилось немало предпосылок к пересмотру этой теории. Все известные науке фундаментальные взаимодействия уже описаны на «квантовом языке», кроме гравитации. Эти несоответствия указывают на то, что теория относительности лишь одно из приближений к окончательной теории гравитации.
|
 |
|
Один из простейших вариантов такой расширенной теории — предположение, что входящая в уравнения гравитационная постоянная — не константа, а поле, которое может меняться во времени и в пространстве. Ученые на современном уровне точности не могут измерить это медленно меняющееся поле и только поэтому воспринимают его как константу. Если принять эту гипотезу, то возникает гравитация со скалярным (заданным в каждой точке только одним числом) полем. Так была сформулирована первая и простейшая теория гравитации со скалярным полем — теория Бранса — Дикке. Сегодня класс теорий гравитации со скалярным полем очень широк, такие теории считаются одним из наиболее перспективных путей расширения ОТО.
|
|
|
|
В новой работе Дарья Третьякова из УрФУ вместе с коллегой из Токийского университета исследовали одну из теорий этого класса — так называемую модель Хорндески. Хорндески — наиболее общий возможный класс теорий гравитации со скалярным полем, где отсутствуют нестабильности, то есть не получается необычных параметров материи (например, отрицательной или мнимой массы).
|
|
|
|
На космологическом уровне (масштаб, на котором Вселенную можно рассматривать как единый объект исследования) модели этого класса, обладающие симметрией относительно сдвига в пространстве и времени скалярного поля, хорошо зарекомендовали себя, позволяя описать ускоренно расширяющуюся Вселенную без привлечения дополнительных теорий. Авторы решили более строго и разносторонне проверить эти модели. Астрономы изучили модели Хорндески на астрофизическом масштабе отдельных космических объектов и установили, что черные дыры в успешно зарекомендовавших себя в космологии моделях оказываются нестабильны.
|
|
|
|
Эти модели слабо пригодны для описания реальной Вселенной, ведь сегодня считается, что черные дыры существуют и, напротив, вполне стабильны. Ситуация, тем не менее, поправима: ученые предложили способ построения моделей Хорндески, обеспечивающий стабильность черных дыр в рамках таких теорий. Теперь авторы планируют подвергнуть вновь предложенные модели стандартным тестам: проверить адекватность на космологическом и астрофизическом масштабах.
|
|
|
|
Источник
|
