Космический сбой: ученые обнаружили аномалию гравитации

Общая теория относительности Эйнштейна утверждает, что гравитацию создает искривление пространства-времени. Но если увеличить масштаб до скоплений галактик, охватывающих миллиарды световых лет в поперечнике, расчеты теории гравитации Эйнштейна, похоже, слегка пошатнутся.

«Это похоже на то, как будто сама гравитация перестает идеально соответствовать теории Эйнштейна. Мы просто пытались увидеть, есть ли какие-либо отклонения в максимально возможных масштабах», — сказал Робин Вен из Университета Ватерлоо (Канада), первый автор исследования, вышедшего в Journal of Cosmology and Astroarticle Physics.

Выяснилось, что гравитация становится примерно на 1% слабее в очень больших масштабах. Если бы гравитация вела себя согласно теории Эйнштейна, то этой разницы в 1% не существовало бы.

Космологи, конечно, не собираются отказываться от Общей теории относительности, она по-прежнему очень точна, но если этот сбой найдет подтверждение, он поможет космологам объяснить некоторые из величайших загадок Вселенной.

Авторы просматривали данные о космическом микроволновом фоне, когда обнаружили очевидную аномалию. Космический микроволновый фон — остаток излучения после Большого взрыва. Ученые используют его, чтобы понять самые ранние стадии развития Вселенной. Вэн и его коллеги сравнили теоретические предсказания с данными наблюдений и нашли расхождение. Однако, когда они подправили теорию Эйнштейна, чтобы учесть недостаток гравитации в 1%, их модель стала более точно соответствовать данным наблюдений. Поправка на 1% может показаться не такой уж большой проблемой, но ее достаточно, чтобы предположить, что теория Эйнштейна, возможно, нуждается в уточнении.

Это не первый раз, когда измерения одного и того же явления не согласуются друг с другом. Один из примеров — «напряжение Хаббла». Согласно Стандартной модели физики, скорость расширения Вселенной должна быть везде одинаковой. Однако наблюдения показывают, что в ближней Вселенной она выше, чем в дальней. Это все еще одна из загадок современной физики.

Открытый недавно гравитационный сбой может предложить объяснение. Снижение гравитации на 1% в больших масштабах могло бы уменьшить и «хаббловское напряжение», приблизив скорость расширения Вселенной к измерениям местных наблюдений. Тот факт, что космический сбой может помочь разрешить противоречие — признак того, что он, может быть, действительно существует. Но есть вероятность, что это просто статистическая ошибка — нужно больше исследований, говорят авторы.

Астрофизики изучат новые данные спектроскопического прибора темной энергии (DESI). DESI измеряет влияние темной энергии на скорость расширения Вселенной, он создал самую большую на сегодняшний день трехмерную карту космоса. Более того, DESI обнаружил, что темная энергия в больших космологических масштабах ведет себя не так, как предсказывают расчеты. Вэн хочет выяснить, связано ли это с «космическим сбоем», это дало бы еще больше доказательств необходимости корректировки Общей теории относительности.