Хотя в космосе нет времен года, этот космический вид навевает мысли о морозном зимнем пейзаже. На самом деле это область под названием NGC 6357, где излучение горячих молодых звезд снабжает энергией более холодный газ в облаке, которое их окружает. Кредит: НАСА
Группа исследователей из Университета Ватерлоо и Университета Британской Колумбии обнаружила потенциальный «космический сбой» в гравитации Вселенной, объясняющий ее странное поведение в космическом масштабе.
Статья опубликована в Журнале космологии и физики астрочастиц.
Последние 100 лет физики полагались на теорию «общей теории относительности» Альберта Эйнштейна, чтобы объяснить, как гравитация действует во Вселенной. Общая теория относительности, точность которой подтверждена бесчисленными тестами и наблюдениями, предполагает, что гравитация влияет не только на три физических измерения, но и на четвертое измерение: время.
«Эта модель гравитации сыграла важную роль во всем: от теоретизирования Большого взрыва до фотографирования черных дыр», — сказал Робин Вен, ведущий автор проекта и недавний выпускник факультета математической физики Ватерлоо.
«Но когда мы пытаемся понять гравитацию в космическом масштабе, в масштабе скоплений галактик и за его пределами, мы сталкиваемся с очевидными несоответствиями с предсказаниями общей теории относительности. Это почти как если бы сама гравитация перестает идеально соответствовать теории Эйнштейна. Мы называем это несоответствием». «космический сбой»: гравитация становится примерно на один процент слабее на расстояниях в миллиарды световых лет».
Уже более двадцати лет физики и астрономы пытаются создать математическую модель, объясняющую кажущиеся противоречия теории общей теории относительности. Многие из этих усилий были предприняты в Ватерлоо, который имеет долгую историю передовых гравитационных исследований, ставших результатом постоянного междисциплинарного сотрудничества между прикладными математиками и астрофизиками.
«Почти столетие назад астрономы обнаружили, что наша Вселенная расширяется», — сказал Ниайеш Афшорди, профессор астрофизики Университета Ватерлоо и исследователь Института Периметра.
«Чем дальше галактики, тем быстрее они движутся, до такой степени, что кажется, что они движутся почти со скоростью света, максимумом, допускаемым теорией Эйнштейна. Наши результаты показывают, что в этих самых масштабах теория Эйнштейна может также быть недостаточным».
Новая модель «космического сбоя», разработанная исследовательской группой, модифицирует и расширяет математические формулы Эйнштейна таким образом, чтобы устранить несогласованность некоторых космологических измерений, не затрагивая существующие успешные применения общей теории относительности.
«Думайте об этом как о сноске к теории Эйнштейна», — сказал Вэнь. «Как только вы достигнете космического масштаба, начнут действовать правила и условия».
«Эта новая модель может стать первым ключом к разгадке космической загадки, которую мы начинаем решать в пространстве и времени», — сказал Афшорди.
Информация от: Университетом Ватерлоо.
