DESI «взвесил» гравитацию — и подтвердил правоту Эйнштейна

Расширение Вселенной с ускорением — одна из основных загадок астрофизики, над которой ученые бьются десятилетиями. Объяснений может быть несколько — зачастую противоречащих друг другу. Одно из них заключается в том, что темная энергия каким-то образом раздвигает галактики. Другое предполагает, что гравитация, которая в пределах Солнечной системы старается собрать объекты вместе, в больших космологических масштабах работает иначе.

Похоже, участники проекта Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), объединяющего более 900 ученых семи с лишним десятков учреждений, продвинулись ближе к разгадке. О новом исследовании, выложенном серией статей на сервере препринтов arXiv, рассказали в Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли.

Оно представляет собой наиболее точную на сегодняшний день проверку поведения гравитации на основе данных о почти шести миллионах галактик и квазаров за последние 11 миллиардов лет и подтверждает общую теорию относительности Альберта Эйнштейна, делая ненужными альтернативные гипотезы.

«Общая теория относительности была очень хорошо подтверждена в масштабах Солнечной системы, но нужно было проверить также, как она работает в гораздо больших масштабах. Изучение скорости формирования галактик позволяет напрямую проверять теории, и пока что все совпадает с тем, что предсказывает ОТО в космологических масштабах», — пояснила космолог из Национального центра научных исследований Франции Полин Заррук.

Спектроскопический инструмент темной энергии DESI — это высокотехнологичный прибор, установленный на телескопе Николаса У. Майалла в Национальной обсерватории Китт-Пик в Аризоне для изучения далеких галактик. Он создает трехмерные карты распределения материи во Вселенной в радиусе до 11 миллиардов световых лет.

Самая полная на сегодня такая карта была составлена в апреле. Новый анализ полной формы уточнил эти данные, причем у ученых до последнего не было доступа к готовым результатам — чтобы исключить любую предвзятость.

«Это первый раз, когда DESI изучает рост космической структуры. Мы демонстрируем колоссальную новую способность исследовать модифицированную гравитацию и снимать ограничения на модели темной энергии. И это только вершина айсберга», — не скрывает восторга профессор Драган Хутерер из Мичиганского университета.

«Темная материя составляет около четверти Вселенной, а темная энергия — еще 70%, и мы на самом деле не знаем, что это такое. Идея о том, что мы можем делать снимки Вселенной и решать эти большие фундаментальные вопросы, просто ошеломляет», — вторит ему аспирант Марк Маус из лаборатории в Беркли.