Исследования Эйнштейна приводят к новому осмыслению законов вселенной
Фото: GLOBAL LOOK PRESS.
Учёные предполагают, что в ранней Вселенной гравитационные силы могли быть значительно сильнее, чем сегодня. Слабая притяжение привела к более быстрому расширению. Ускорение Вселенной отмечалось уже 30 лет назад, и учёные пытались объяснить это некой «темной энергией». Однако теперь необходимо пересмотреть теорию относительности Эйнштейна. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Группу учёных собрал проект Dark Energy Survey. Основная задача проекта — создание трехмерной карты далёкого прошлого. Ученые используют мощные телескопы для наблюдения за далекими галактиками, чтобы понять, как эти объекты менялись с течением времени.
Создание карты важно для понимания всех случаев, когда свет далеких галактик искажается полем гравитации. Как известно, даже из школьного курса физики, свет всегда движется по прямой, однако проходя мимо массивных тел, он меняет траекторию. Это приводит к образованию гравитационной линзы. По степени искривления луча света можно измерить силу гравитационного поля и сопоставить его с массой галактики.
Это очень интересное упражнение. Мы знаем, как притягивает к себе килограмм, неважно, это гиря, или килограмм пуха. Простые уравнения (тут даже физика Эйнштейна не нужна, достаточно физики Ньютонов) скажут, что на таком-то расстоянии сила притяжения будет такой-то. В основе расчетов лежит гравитационная постоянная. Но – точно ли она постоянна? Всегда ли она была такой?
В ходе невероятно тонких наблюдений учёные нашли достаточное количество гравитационных линз, чтобы проследить за поведением гравитации в разное время, от миллиардов лет назад до современности.
Вот – странный результат. Очень давно, 6-7 миллиардов лет назад, гравитация неплохо описывалась уравнениями Эйнштейна, то есть была стабильной. Но где-то 3-5 миллиардов лет назад оказывается, что та же масса создает поле намного слабее. То есть гравитация делает себя слабой сама по себе.
Примечательно, что именно в это время начинается то самое загадочное ускорение Вселенной. Все выглядит так, что сила тяжести «превосходит», из-за этого Вселенная разлетается активнее. «Темной энергии» (кстати, не путайте с «темной материей», это другое) не нужно.
Важно, что методика исследования опирается на критерии, которые не зависят от изначально выбранной гипотезы. То есть она объективна. Но нельзя забывать, что сами по себе наблюдения очень тонкие, могут быть ошибки. Поэтому учёные говорят, что открыли эффект с «высокой вероятностью» (но не стопроцентно).
Теоретики уже давно предполагают, что законы физики, как мы знаем их сейчас, не универсальны, они изменчивы. Так, недавно появилась концепция, согласно которой гравитация, ослабевающая с расстоянием, потом вдруг начинает усиливаться. Здесь мы видим другой эффект, и скорее во времени. Гравитационная постоянная, видно, не постоянна.
Что может быть причиной? Говорить об этом рано, и вот почему.
Во-первых, чтобы оценить гравитацию, учёные наблюдают так называемые гравитационные кольца, провалы в пространстве-времени, которые создают массивные тела (на самом деле, все тела, и мы тоже). К примеру, 3 миллиарда лет назад «кольца» мельчали. Ослабляется гравитация? А может, меняется её свойства пространства? Оно становится менее податливым, хуже прогибается?
Во-вторых, как вообще оценивают расстояния до галактик, а значит и эпоху, в которую она наблюдается? С помощью красного смещения: из-за того, что Вселенная расширяется, далекие объекты кажутся более красными, чем близкие. Но мы точно уверены, что это работает так? А что, если фотоны по дороге «устаревают», теряют энергию, и кажутся красными? Это изменит вообще все.
Если допустить, что мы в самом деле увидели изменения гравитации, возникает вопрос – «почему», но ответа нет, потому что мы не знаем, что такое гравитация. По теории Эйнштейна тело ведет себя в пространстве-времени, но этот ответ на вопрос «как», а не «почему». Квантовая механика учит, что все силы чем-то, да переопределяются, и гравитация – гравитонами, но никаких гравитонов пока не нашли. Так что гравитация остаётся наиболее таинственной силой в мироздании.
Мы вновь оказываемся в поле неизвестности, и вывести с него может только новая, красивая теория, которой нет. Что же касается теории относительности, некоторые СМИ сообщили, что с ней теперь покончено. Это не так. Ведь гравитационные линии, как и гравитационные кольца предсказаны именно теорией относительности. А на них строится весь опыт. Речь идет о корректировке некоторых уравнений теории относительности. Ведь никто не думал, что законы природы окажутся изменчивыми.
СЛУШАЙТЕ ТАКЖЕ
Почему российские корабли долетают до МКС за 3 часа, а остальные за 2 дня (подробнее)
