Иллюстрация далеких квазаров, сверхмассивных объектов, питаемых черными дырами, которые можно использовать для ограничения параметров гравитационных теорий. Фото предоставлено: ESO/M. зерновой нож
Недавнее исследование изучило телепараллельную гравитацию и ее потенциал в разрешении противоречий, связанных с расширением Вселенной, способами, недоступными общей теории относительности.
Наше понимание Вселенной перевернулось с ног на голову в начале 20 века, когда наблюдения Эдвина Хаббла показали, что ткань космоса растягивается.
К концу того же столетия это понимание стало еще более сложным, когда две независимые группы ученых, наблюдая за далекими сверхновыми, удаляющимися от Земли, обнаружили, что Вселенная не только расширяется, но и что эта скорость расширения на самом деле ускоряется.
Причина этого ускорения остается загадкой и используется в качестве названия-заполнителя «темная энергия». Лучшим современным объяснением этого является космологическая постоянная, которая отвечает за форму фоновой энергии, называемую энергией вакуума.
Скорость расширения Вселенной называется постоянной Хаббла и описывает пропорциональность между расстоянием галактики от Земли и скоростью, с которой она удаляется.
Это головная боль для физиков, поскольку два основных метода определения постоянной Хаббла сильно различаются. Эта проблема называется «напряжением Хаббла» и может быть объяснена, среди прочего, путем расширения нашей лучшей на данный момент модели гравитации — общей теории относительности, которую Эйнштейн выдвинул в 1915 году.
Статья, опубликованная в журнале «Физика темной Вселенной» Селией Эскамиллой Риверой, космологом из Института ядерных наук Национального автономного университета Мексики, и ее коллегами-исследователями пытается разобраться в темной энергии и телескопе Хаббла. чтобы снять напряжение.
«Мы обнаружили это, используя гравитационные модели, выходящие за рамки общей теории относительности и новых наборов космологических данных. [observations of distant quasars] Мы можем решить проблему Хаббла и проблему темной энергии на местном уровне», — говорит Ривера.
«Используя численные и вычислительные методы, мы провели анализ нескольких предложенных моделей «телепараллельной гравитации», протестированных на двух разных космологических образцах, которые измеряли расстояния в локальной вселенной».
Телепараллельная гравитация — альтернативная теория общей теории относительности, также разработанная Эйнштейном. Эта «другая теория гравитации» использует другую систему уравнений для объяснения гравитации без учета искривления пространства-времени, а также пытается объединить ее с одной из других фундаментальных сил Вселенной — электромагнетизмом.
«В последнее время телепараллельная гравитация приобрела популярность из-за веры в то, что она может решить космологическую проблему Хаббловского напряжения и объяснить природу космического ускорения на более поздних стадиях без необходимости использования космологической постоянной», — говорит Ривера.
Ривера и ее коллеги проверили параметры этой альтернативной теории гравитации, используя два новых набора данных от далеких квазаров с сильным красным смещением. Это яркие области в центре галактик, которые питаются сверхмассивными черными дырами и могут наблюдаться в ультрафиолетовом, рентгеновском и видимом диапазонах волн.
«Нас интересует эта тема, потому что телепараллельная гравитация является подходящим кандидатом на роль альтернативного подхода к общей теории относительности, который решает различные космологические проблемы, а также обладает некоторыми интересными теоретическими свойствами», — заключает Ривера.
«Для более широкой аудитории это представляет интерес, поскольку мы тестируем альтернативные подходы к общей теории относительности, чтобы лучше понять Вселенную. А для экспертов в этой области это новейшее обновление некоторых моделей телепараллельной гравитации», где мы также используем относительно новые образцы квазаров с высокими красными смещениями».
