Телепараллельную гравитацию объявили альтернативой темной энергии – в Иркутске проанализировали выводы учёных | Наука

Ученые Института ядерных наук Мексиканского национального автономного университета предложили теорию, альтернативную теории относительности, в качестве объяснения ускоренного расширения Вселенной. Иркутский астрономМихаил Меркуловполагает, что это не революция в теоретической физике, а поиск более совершенного математического метода для главной идеи Эйнштейна: что сила притяжения или гравитация – это следствие свойства пространства-времени.

Результаты исследованияв журнале Physics of the Dark Universe.

На сегодня лучшим объяснением ускоренного расширения Вселенной является космологическая постоянная, показывающая плотность энергии вакуума и тесно связанная с темной энергией. Однако существуют расхождения в измерениях того, как быстро происходит это расширение, которые были проведены с помощью различных методов, доказавших свою надежность. Эту проблему называют напряжением Хаббла, и она указывает на необходимость расширения современной модели гравитации, пишет.

Ученые рассмотрели гравитационные модели, выходящие за рамки общей теории относительности (ОТО)Эйнштейна, а также проанализировали новые наборы данных, полученные при наблюдении за далекими квазарами в ультрафиолетовом, рентгеновском и оптическом диапазонах. Эти модели относятся к телепараллельной гравитации, которая пытается объяснить гравитацию без искривления пространства-времени, как это делает ОТО, а также пытается объединить ее с электромагнетизмом.

Данные о квазарах были объединены с наблюдениями сверхновых типа Ia и измерениями барионных акустических колебаний. Оказалось, что использование телепараллельной гравитации позволяет смягчить напряжение Хаббла на локальных масштабах.

По словам авторов, полученные результаты могут стать началом более серьезных исследований физики квазаров в качестве космологических зондов для решения проблемы космологического напряжения.

Директор АНО «Звездный десант», астроном Михаил Меркулов считает, что эти результаты (для телепараллельной гравитации) при исследовании Вселенной оказались лучше, чем при опоре на общую теорию относительности – они не решили проблему, но уменьшили её:

– Начну с нескольких оговорок. Первая – о телепараллельной гравитации. Это мейнстримная теория среди специалистов в области общей теории гравитации (ОТО). Но речь не идет об отмене ОТО. Речь идет о попытках рассматривать известное нам явление с помощью других математических методов. Если раньше гравитация рассматривалась как следствие кривизны пространства-времени, то теперь – как следствие скручивания. Идея Эйнштейна о геометрической деформации пространства-времени, которое и создаёт гравитацию, сохраняется. Вводится дополнительная степень свободы пространства-времени.

Приведу не очень корректный с точки зрения математики пример, но образно понятный. Обычно искривление пространства-времени (гравитацию) наглядно показывают через помещение тяжелого предмета на ткань. Вы высыпали десяток яблок на ткань. Ткань под их тяжестью искривляется. Следующие яблоки, попадая на эту ткань, скатываются по ней к уже лежащим яблокам. А теперь представьте, что пространство-время – это шерстяная ткань. И она не только прогибается, но и «садится» после стирки в горячей воде. Вы нарисовали яблоки. Постирали шерсть в горячей воде, и – о чудо – яблоки стали ближе друг другу. Нити, из которых ткань состоит, могут скручиваться и раскручиваться, сокращаясь или удлиняясь. Расстояние между объектами на ткани – меняться. Жаль, шерсть только «садится», в отличие от нашего с вами пространственно-временного континуума. Еще аналогия – ваши мышцы. Мышечные волокна сокращаются, рука двигается, яблоко приближается к вам. Повторю, что это лишь образ. И мы говорим лишь об одной из популярных альтернатив ОТО.

Вторая оговорка – про расширение Вселенной. Мы наблюдаем это разными методами. То есть расширение это факт. Проблема в скорости расширения. Разные методы однозначно говорят нам о расширении, но дают вам разные скорости расширения. И это проблема. Много лет совершенствуются методы, точность каждого метода возрастает, но результаты измерений по-прежнему разные. Это как если вы стоите на крыше дома и измеряете высоту дома. Опускаете веревку, кидаете камень, измеряете толщину кирпича и считаете сколько кирпичей в высоту, и все способы дают разный результат. Это, как минимум, расстраивает.

Что сделали исследователи? Исследователи провели анализ методов измерения расширения Вселенной, опираясь на альтернативные теории гравитации. И результаты для телепараллельной гравитации оказались лучше, чем при опоре на общую теорию относительности. Подчеркну. Не решили проблему. А уменьшили её.

Теперь другие ученые практики, изучающие далекие объекты, могут с большей точностью определять до них расстояния. А теоретики, из многообразия теорий, усовершенствующих общую теорию относительности, могут предпочесть дальнейшее развитие теорий в пользу телепараллельной гравитации. Условно говоря, стоя на крыше дома, вы смогли учесть наличие атмосферы (ветра и сопротивления воздуха), и результаты для веревки и камня оказались не настолько разными, как при прошлых измерениях.

Подчеркну, что речь идет не о революции в теоретической физике, а о методичной работе по поиску более совершенного математического метода главной идеи Эйнштейна, что сила притяжения или гравитация – это следствие свойства пространства-времени. Иными словами, ученые ищут математический язык, способный описать свойства нашего пространства-времени. И выясняют, какой язык лучше описывает наблюдаемые явления. Аналогия такая. На каком языке – французском, немецком, китайском или русском – лучше признаться в любви к физике (смайл).

Фото квазара, ESO/M / Kornmesser / Phys.org

Телепараллельную гравитацию объявили альтернативой темной энергии – в Иркутске проанализировали выводы учёных

Другие отзывы из Иркутска на мировые и российские новости: