Исследователи реконструируют гравитацию, чтобы найти более надежный способ понимания космоса

Международная команда ученых реконструировала законы гравитации, чтобы получить более точное представление о Вселенной и ее строении.

Стандартная модель космологии основана на общей теории относительности, которая описывает гравитацию как сгибание или искривление пространства и времени. Хотя было доказано, что уравнения Эйнштейна хорошо работают в нашей Солнечной системе, они не были подтверждены наблюдениями для всей Вселенной.

Теперь международная группа космологов смогла проверить теорию гравитации Эйнштейна в космическом пространстве.

Для этого они изучили новые данные наблюдений с космических и наземных телескопов, которые измеряют расширение Вселенной, а также формы и распределение далеких галактик.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, рассматривается вопрос о том, может ли модификация общей теории относительности помочь решить некоторые из открытых проблем, с которыми сталкивается стандартная модель космологии.

Профессор Казуя Кояма из Института космологии и гравитации при Портсмутском университете говорит: "Мы знаем, что расширение Вселенной ускоряется, но для того, чтобы теория Эйнштейна работала, нам нужна эта загадочная космологическая постоянная".

"Различные измерения скорости космического расширения дают нам разные ответы, также известные как напряжение Хаббла. Чтобы попытаться бороться с этим, мы изменили отношения между материей и пространством и изучили, насколько хорошо мы можем ограничить отклонения от предсказаний общей теории относительности. Результаты оказались многообещающими, но мы все еще далеки от решения".

Возможные модификации уравнения общей теории относительности заключены в трех феноменологических функциях, описывающих расширение Вселенной, влияние гравитации на свет и воздействие на материю. Используя статистический метод, известный как байесовский вывод, команда впервые реконструировала эти три функции одновременно.

"Частичная реконструкция этих функций была проведена в последние 5-10 лет, но у нас не было достаточно данных для точной реконструкции всех трех функций одновременно", - добавляет профессор Кояма.

"Мы обнаружили, что современные наблюдения становятся достаточно хорошими, чтобы получить предел отклонений от общей теории относительности. Но в то же время мы обнаружили, что очень трудно решить эту проблему, которую мы имеем в стандартной модели, даже путем расширения нашей теории гравитации".

"Одна из захватывающих перспектив заключается в том, что через несколько лет у нас будет гораздо больше данных от новых зондов. Это означает, что мы сможем продолжать улучшать ограничения на модификации общей теории относительности с помощью этих статистических методов".

Будущие миссии позволят получить высокоточную трехмерную карту скоплений материи во Вселенной, которые космологи называют крупномасштабной структурой. Это позволит получить беспрецедентное представление о гравитации на больших расстояниях.

Профессор Левон Погосян из Университета Саймона Фрейзера в Канаде говорит, что "сейчас, когда наступает эра высокоточной космологии, мы стоим на пороге получения высокоточных знаний о гравитации в космологических масштабах. Текущие данные уже рисуют интересную картину, которая, если будет подтверждена с большей ограничительной силой, может проложить путь к решению некоторых открытых проблем в космологии".

українською мовою