Эйнштейновское описание гравитации стало намного сложнее превзойти

Общая теория относительности Эйнштейна - идея о том, что гравитация - это материя, искажающая пространство-время, - выдержала более 100 лет тщательного изучения и тестирования, включая новейшие испытания, проведенные коллаборацией Event Horizon Telescope, опубликованные сегодня в последнем выпуске Physical Review Letters, сообщает mzhost.ru.

Согласно выводам, теорию Эйнштейна стало в 500 раз труднее превзойти.

Несмотря на свои успехи, надежная теория Эйнштейна остается математически несовместимой с квантовой механикой, научным пониманием субатомного мира. Проверка общей теории относительности важна, поскольку окончательная теория Вселенной должна охватывать как гравитацию, так и квантовую механику.

«Мы ожидаем, что полная теория гравитации будет отличаться от общей теории относительности, но есть много способов изменить ее. Мы обнаружили, что какой бы ни была правильная теория, она не может существенно отличаться от общей теории относительности, когда дело касается черных дыр. «Мы действительно сжали пространство возможных модификаций», - сказал профессор астрофизики UArizona Димитриос Псалтис, который до недавнего времени был научным сотрудником коллаборации Event Horizon Telescope. Псалтис - ведущий автор новой статьи, в которой подробно описываются открытия исследователей.

«Это совершенно новый способ проверить общую теорию относительности с использованием сверхмассивных черных дыр», - сказал Кейичи Асада, член научного совета EHT и эксперт по радионаблюдениям за черными дырами Института астрономии и астрофизики Academia Sinica.

Для проведения теста команда использовала первое когда-либо полученное изображение сверхмассивной черной дыры в центре соседней галактики M87, полученное с помощью EHT в прошлом году. Первые результаты показали, что размер тени от черной дыры соответствует размеру, предсказанному общей теорией относительности.

«В то время мы не могли задать противоположный вопрос: насколько теория гравитации может отличаться от общей теории относительности и при этом соответствовать размеру тени?» сказал Пьер Кристиан, научный сотрудник UArizona Steward Theory. «Мы задавались вопросом, можно ли что-нибудь сделать с этими наблюдениями, чтобы отбраковать некоторые из альтернатив».

Команда провела очень широкий анализ многих модификаций общей теории относительности, чтобы определить уникальную характеристику теории гравитации, которая определяет размер тени черной дыры.

«Таким образом, мы можем теперь точно определить, согласуется ли какая-либо альтернатива общей теории относительности с наблюдениями телескопа Event Horizon, не беспокоясь о каких-либо других деталях», - сказала Лия Медейрос, научный сотрудник Института перспективных исследований, который участвовал сотрудничества EHT с тех пор, как она была аспирантом УАризоны.

Команда сосредоточилась на ряде альтернатив, которые прошли все предыдущие испытания в солнечной системе.

«Используя разработанный нами датчик, мы показали, что измеренный размер тени черной дыры в M87 сужает пространство для маневра для модификаций общей теории относительности Эйнштейна почти в 500 раз по сравнению с предыдущими испытаниями в солнечной системе», - сказал Профессор астрофизики Уаризоны Фериал Озель, старший член коллаборации EHT. «Многие способы изменить общую теорию относительности терпят неудачу в этом новом и более жестком тесте на тень от черной дыры».

«Изображения черных дыр открывают совершенно новый угол для проверки общей теории относительности Эйнштейна, - сказал Майкл Крамер, директор Радиоастрономического института Макса Планка и участник коллаборации EHT.

«Вместе с наблюдениями за гравитационными волнами это знаменует начало новой эры в астрофизике черных дыр», - сказал Псалтис.

Проверка теории гравитации - это постоянный поиск: достаточно ли хороши предсказания общей теории относительности для различных астрофизических объектов, чтобы астрофизики не беспокоились о любых возможных различиях или модификациях общей теории относительности?

«Мы всегда говорим, что общая теория относительности блестяще прошла все испытания - если бы у меня была монета за каждый раз, когда я это слышал», - сказал Озель. «Но это правда, когда вы проводите определенные тесты, вы не видите, что результаты отклоняются от того, что предсказывает общая теория относительности. Мы говорим, что, хотя все это верно, впервые у нас есть другой критерий с помощью которого мы можем провести тест, который в 500 раз лучше, и этот показатель равен размеру тени черной дыры ".

Затем команда EHT ожидает, что изображения с более высокой точностью будут получены с помощью расширенного набора телескопов, который включает в себя Гренландский телескоп, 12-метровый телескоп на Китт-Пик около Тусона и Северную обсерваторию расширенного миллиметрового диапазона во Франции.

«Когда мы получаем изображение черной дыры в центре нашей собственной галактики, мы можем еще больше ограничить отклонения от общей теории относительности», - сказал Озель.

Так будет ли Эйнштейн прав?

Читать другие интересные новости:

• Оформление кредита стало доступно в онлайн-режиме
• Что стало модным одевать на голову
• Процедура фотоомоложение в салонах красоты: описание и преимущества