|
Загадочное ускорение расширения Вселенной
|
|
|
|
Более четверти века назад астрофизики, наблюдавшие за удаленными сверхновыми, сделали неожиданное открытие: скорость расширения Вселенной, по-видимому, ускорялась. Теперь ученые задаются вопросом, могут ли известные законы физики объяснить это явление, и этот вопрос оставляет открытой возможность того, что новаторские идеи Эйнштейна о физике нашей Вселенной могли быть неполными.
|
|
|
|
Недавнее исследование ученых из университетов Женевы (UNIGE) и Тулузы III – Поля Сабатье может по-новому взглянуть на общую теорию относительности Эйнштейна, основанное на анализе данных исследования темной энергии, которые указывают на расхождения между предсказаниями физика и нашим текущим пониманием космической истории.
|
|
|
|
Команда ученых сообщает об этих тонких различиях между этими концепциями космоса в новой статье, опубликованной в Nature Communications, из которой следует, что общая теория относительности — давний ориентир для теорий о физике нашей Вселенной — может быть просто неспособна объяснить все поведение, которое астрофизики наблюдают в нашей вселенной в более крупных масштабах.
|
|
|
|
Оспаривание общей теории относительности Эйнштейна
|
|
|
|
Согласно знаменитой теории Эйнштейна, воздействие массивных объектов искривляет пространство и время, создавая так называемые гравитационные ямы, которые создают эффект, известный как гравитационное линзирование. Впервые подтвержденный в 1919 году во время наблюдений за солнечным затмением, этот эффект был незаменим для астрофизиков в их исследованиях Вселенной.
|
|
|
|
|
|
|
В ходе более поздних исследований физики попытались определить, согласуются ли уравнения Эйнштейна с наблюдениями, касающимися некоторых из самых экстремальных физических явлений в нашей Вселенной. В своем недавнем исследовании исследовательская группа UNIGE и Toulouse III использовала данные исследования темной энергии и его подробного картографирования сотен миллионов галактик, которое предоставляет беспрецедентные данные об ускоряющемся расширении нашей Вселенной.
|
|
|
|
Однако в своем недавнем исследовании команда ученых измерила не только распределение материи, сосредоточив свои исследования на искажении как времени, так и пространства, чтобы проверить теории Эйнштейна.
|
|
|
|
“До сих пор данные исследований темной энергии использовались для измерения распределения материи во Вселенной”, - говорит Камиль Бонвин, доцент кафедры теоретической физики UNIGE. “В нашем исследовании мы использовали эти данные для непосредственного измерения искажения времени и пространства, что позволило нам сравнить наши результаты с предсказаниями Эйнштейна”.
|
|
|
|
То, что они обнаружили, было удивительным. Это открытие может не только поставить новые задачи перед общей теорией относительности Эйнштейна и ее предсказаниями, но и указать на возможность применения неизвестной в настоящее время физики.
|
|
Небольшое несоответствие
|
|
|
|
В ходе анализа, охватывающего более 100 миллионов галактик, команда исследовала, как эволюционировали гравитационные колодцы на протяжении четырех периодов времени примерно 3,5 миллиарда, 5 миллиардов, 6 миллиардов и 7 миллиардов лет назад. Результат показал, что, хотя глубина гравитационных скважин хорошо соответствовала предсказаниям Эйнштейна, когда речь шла о более ранних скважинах (датируемых 6 и 7 миллиардами лет назад), более поздние скважины оказались намного мельче, чем ожидалось.
|
|
|
|
‘Мы обнаружили, что в далеком прошлом — 6 и 7 миллиардов лет назад — глубина скважин хорошо соответствовала предсказаниям Эйнштейна”, – сказал Исаак Тутусаус, ассистент астронома из Института исследований в области астрофизики и планетологии (IRAP/OMP) при Университете Тулузы III - Пол Сабатье и ведущий автор исследования. новое исследование, в котором подробно излагаются выводы команды.
|
|
|
|
“Однако ближе к сегодняшнему дню, 3,5 и 5 миллиардов лет назад, они немного мельче, чем предсказывал Эйнштейн’, - добавил Тутусаус.
|
|
|
|
Интригующим открытием стало то, что эта меньшая глубина, по-видимому, совпадает с периодом, когда, по-видимому, началось ускорение Вселенной. Исходя из этого, команда предполагает, что оба явления — ускоряющееся расширение и замедление темпов роста гравитационных ям — могут иметь общее объяснение, хотя и противоречивое: возможно, гравитация ведет себя иначе на больших масштабах, чем предсказывала знаменитая теория Эйнштейна.
|
|
Переосмысление гравитации
|
|
|
|
“Выражаясь языком физики, такой порог несовместимости вызывает у нас интерес и требует дальнейших исследований”, - сказала Настасья Гримм, научный сотрудник UNIGE.
|
|
|
|
Однако Гримм и его команда отмечают, что наблюдаемое ими расхождение в 3 сигмы не обязательно опровергает теорию Эйнштейна. На самом деле, чтобы окончательно опровергнуть уравнения Эйнштейна, потребовался бы порог в 5 сигм, и хотя новые результаты интригуют, в настоящее время они лишь указывают на новые возможности и не обязательно опровергают предсказания знаменитого физика, сделанные более чем столетней давности.
|
|
|
|
На данный момент команда планирует получить более точные результаты измерений, которые будут необходимы для выяснения причин обнаруженных ими расхождений. В дальнейшем анализ данных космического телескопа "Евклид", который обещает более точные наблюдения гравитационного линзирования в ходе исследования 1,5 миллиардов галактик в течение следующих шести лет, позволит получить беспрецедентное представление об искажениях пространства-времени и, возможно, новые наблюдения, которые расширят границы нашего понимания таких явлений, как гравитация и другие. динамика нашей Вселенной.
|
|
|
|
Источник
|
