Теорията на Айнщайн се пропуква: 1,5 милиарда галактики ще помогнат да се разкрие тайната на изкривеното пространство

Учените откриха отклонения в поведението на гравитацията.

Ускореното разширяване на Вселената, открито преди 25 години, остава една от най-големите загадки на съвременната наука. Изследванията на учените имат за цел да проверят основите на физиката, включително общата теория на относителността на Алберт Айнщайн. По-конкретно, екип от Женевския университет и Университета в Тулуза III – Пол Сабатие анализира данните от проекта Dark Energy Survey (DES) и ги сравни с прогнозите на Айнщайн. Резултатите, публикувани в списание Nature Communications, разкриват леко несъответствие, което варира в зависимост от епохата в космическата история, поставяйки под въпрос универсалността на теорията на Айнщайн извън Слънчевата система.

Според теорията на Айнщайн пространството на Вселената се деформира от масата, подобно на гъвкав лист, който се поддава на изкривяване. Подобни изкривявания, причинени от гравитацията на небесните тела, се наричат „гравитационни кладенци“. Когато светлината преминава през тази изкривена рамка, тя се отклонява, подобно на начина, по който лещата пречупва светлината. Това явление се нарича „гравитационна леща“ и е измерено за първи път по време на слънчевото затъмнение през 1919 г., когато се потвърждават прогнозите на Айнщайн за двойното отклонение на светлината. За разлика от теориите на Нютон, теорията на Айнщайн отчита не само изкривяването на пространството, но и на времето, което води до точното изчисляване на огъването на светлинните лъчи.

Използвайки данните от изследването на тъмната енергия, екипът от Женева и Тулуза успя да анализира разпределението на материята и ефектите от гравитационните деформации, като сравни резултатите с теорията на Айнщайн. Изследвайки 100 милиона галактики в четири времеви скали, обхващащи периоди отпреди 3,5, 5, 6 и 7 милиарда години, учените установиха, че гравитационните кладенци отпреди 6-7 милиарда години съответстват на прогнозите на Айнщайн. Въпреки това „по-младите“ кладенци (отпреди 3,5 и 5 милиарда години) не са толкова дълбоки, колкото предвижда теорията.

Интересно е, че именно в тези времеви интервали Вселената е започнала да се разширява с ускорени темпове. Това може да показва наличието на някаква обща причина за двете явления: ускореното разширяване и забавеното нарастване на гравитационните кладенци. Може би в много големи мащаби гравитацията работи по закони, по-различни от тези, описани от Айнщайн.

Въпреки това откритите несъответствия са все още малки и би било необходимо достигането на праг на статистическа значимост от 5 sigma, за да се опровергае теорията. За по-нататъшни анализи екипът възнамерява да използва данните от космическия телескоп Euclid, изстрелян преди една година. Euclid ще получи по-точни данни за гравитационните лещи и ще може да наблюдава около 1,5 милиарда галактики по време на шестгодишната мисия, което ще даде възможност на учените да задълбочат познанията си и да проверят уравненията на Айнщайн в нови мащаби.