|
Власти опровергают альтернативные теории гравитации
|
|
|
|
Серия исследований, проведенных учеными из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (Berkley Lab), финансируемой Департаментом энергетики, содержит неопровержимые доказательства того, что расширение Вселенной происходит так, как предсказывал Альберт Эйнштейн в своей общей теории относительности.
|
|
|
|
Альтернативные теории гравитации направлены на объяснение противоречивых измерений расширения Вселенной, обнаруженных в предыдущих исследованиях, - отклонение, иногда называемое напряженностью Хаббла, - без учета присутствия темной материи или темной энергии, требуемых теорией Эйнштейна. Однако сотрудники лаборатории Беркли обнаружили доказательства существования темной материи и ее ожидаемого влияния на расширение Вселенной, которые соответствуют предсказаниям ученого 100-летней давности.
|
|
|
|
“Общая теория относительности была очень хорошо протестирована в масштабе солнечных систем, но нам также нужно было проверить, что наше предположение работает в гораздо больших масштабах”, - сказала Полин Заррук, космолог из Французского национального центра научных исследований (CNRS), работающая в Лаборатории ядерной физики и физики высоких энергий (LPNHE), который был одним из руководителей нового анализа. “Изучение скорости образования галактик позволяет нам напрямую проверить наши теории, и пока что мы придерживаемся того, что предсказывает общая теория относительности в космологических масштабах”.
|
|
|
|
|
|
|
Сканирование 6 миллионов галактик и квазаров опровергает альтернативные теории гравитации
|
|
|
|
В исследовании использовался ультрасовременный прибор, предназначенный для измерения и характеристики галактик, - спектроскопический прибор темной энергии (DESI). Проект DESI, управляемый лабораторией Беркли, представляет собой международную работу более чем 900 исследователей из 70 учреждений по всему миру, которая может фиксировать свет от 5000 галактик одновременно.
|
|
|
|
В предыдущем исследовании исследователи DESI изучили данные о почти 6 миллионах галактик и квазаров, отсканированных в течение первого года работы DESI. Этот набор данных позволил команде изучить расширение Вселенной, начавшееся около 11 миллионов лет назад. Результаты этой работы, в ходе которой были измерены барионные акустические колебания (BAO), чтобы составить самую точную на сегодняшний день трехмерную карту Вселенной, были опубликованы в апреле.
|
|
|
|
По словам авторов текущего исследования, выводы из первоначального исследования указывали на то, что темная энергия не только существует, но и может эволюционировать. Исследователи говорят, что их последняя работа дополняет эти результаты, завершив “анализ полной формы” Вселенной, который показывает, что космическая структура развивается именно так, как предсказывал Эйнштейн.
|
|
|
|
“Как наши результаты BAO, так и анализ полной формы являются впечатляющими”, - сказал Драган Хутерер, профессор Мичиганского университета и один из руководителей группы DESI, интерпретирующей космологические данные. “Это первый раз, когда ДЕЗИ наблюдает за развитием космической структуры”.
|
|
|
|
Подтверждая теорию Эйнштейна, результаты исследования также предлагали измеримые ограничения, которые напрямую опровергают несколько альтернативных теорий гравитации. Другие недавние исследования, по-видимому, подтверждают одну из теорий, впервые предложенных в 1998 году, - модифицированную ньютоновскую динамику (MOND), которая могла бы объяснить расширение Вселенной без необходимости в темной материи или темной энергии и разрешить проблему Хаббла. Другие недавние исследования, основанные на данных космического телескопа Джеймса Уэбба, также могут помочь устранить напряженность Хаббла, не нарушая общей теории относительности.
|
|
Масса нейтрино и другие важные фундаментальные вопросы космологии
|
|
|
|
В дополнение к убедительным доказательствам в поддержку общей теории относительности и доказательствам, опровергающим альтернативные теории гравитации, новое исследование также предоставило критическое ограничение для веса нейтрино. Предыдущие исследования установили нижний предел для единственной частицы, массу которой еще предстоит точно рассчитать. Новое исследование установило верхний предел, который исключительно близок к нижнему пределу, создавая крошечное окно для снижения массы нейтрино.
|
|
|
|
“Предыдущие эксперименты с нейтрино показали, что сумма масс трех типов нейтрино должна составлять не менее 0,059 эВ/с2”, - поясняется в пресс-релизе. “Результаты DESI показывают, что сумма должна быть меньше 0,071 эВ/с2, оставляя узкое окно для масс нейтрино”.
|
|
|
|
Хотя в новом исследовании были проанализированы данные почти о 6 миллионах галактик, полученные в течение первого года работы над проектом, исследователи из DESI говорят, что они только начинают. Сейчас, на четвертом году своей пятилетней миссии, команда надеется завершить сканирование примерно 40 миллионов галактик и квазаров к концу проекта.
|
|
|
|
До тех пор команда ученых анализирует данные, полученные за первые три года сканирования, чтобы исследовать загадочную природу темной энергии и ее влияние на расширение Вселенной. Эти результаты планируется опубликовать весной 2025 года.
|
|
|
|
“Темная материя составляет около четверти Вселенной, а темная энергия - еще 70 процентов, и мы на самом деле не знаем, что это такое”, - сказал Марк Маус, аспирант Лаборатории Беркли и Калифорнийского университета в Беркли, который работал над теорией и проверкой результатов моделирования для нового анализа. “Идея о том, что мы можем фотографировать Вселенную и решать эти большие, фундаментальные вопросы, потрясает воображение”.
|
|
|
|
“Мы демонстрируем потрясающую новую способность исследовать измененную гравитацию и улучшать ограничения на модели темной энергии", - добавил Хутерер. - И это только верхушка айсберга.
|
|
|
|
Источник
|
