Предсказания общей теории относительности Альберта Эйнштейна о "поведении" далеких скоплений галактик, оказались более точными, чем у ее "конкурентов" – альтернативных теорий гравитации, пишут датские астрономы в статье, опубликованной в журнале Nature.
Радослав Войтак (Radoslaw Wojtak) и его коллеги из Копенгагенского университета (Дания) вычисляли точные значения красного смещения света далеких скоплений галактик, которое возникает из-за гравитационных взаимодействий между отдельными объектами.
Ученые проверяют истинность общей теории относительности и ее "конкурентов" при помощи трех стандартных тестов. "Правильные" теории должны точно предсказывать степень искривление света при прохождении вблизи Солнца, а также объяснять аномальное смещение орбиты Меркурия и существование гравитационного красного смещения.
Читайте также: Теорию относительности Эйнштейна поставили под сомнение
Прохождение первых двух тестов можно легко проверить экспериментальным путем, однако последний провести крайне сложно из-за микроскопически малых смещений для расстояний, на которых современное оборудование удовлетворяет всем критериям точности.
Кроме того, вычислить гравитационную компоненту красного смещения достаточно сложно из-за существования другого типа смещения – так называемого космологического красного смещения, которое "добавляется" к первому при наблюдениях с Земли.
Войтак и его коллеги установили, что эти показатели можно разделить, опираясь на то, что космологическое смещение зависит от скорости движения объекта – то есть галактики. С другой стороны, достоверные значения можно получить только при большом количестве исходных данных.
Для решения этой проблемы астрономы изучили и сопоставили известные красные смещения и скорости движения 7,8 тысячи скоплений, описанных в астрономических каталогах SDSS и GMBCG. В общей сложности ученые проанализировали и сравнили 120 тысяч отдельных галактик.
Исследователи находили самую большую галактику в каждом таком скоплении, и вычисляли скорость движения ее спутников. Это позволило достаточно точно определить гравитационное смещение каждой группы в целом и галактик по отдельности.
Читайте также: Теория относительности Эйнштейна отмечает столетний юбилей
По оценкам авторов статьи, типичные гравитационные смещения соответствуют тем, которые предсказываются общей теорией относительности. Ученые проверили свои выводы при помощи модели вымышленной Вселенной, в которой все галактики были случайно перемешаны. Предсказанные смещения укладывались в реалистичные границы.
Затем ученые проверили две "альтернативных" теории гравитации – так называемую модель f(R), которая учитывает влияние темной энергии в космологических масштабах и "ньютоновскую" модель TVS, в которой темная материя и энергия не влияют на гравитацию.
Как пишут астрономы, эти модели проявили себя хуже, чем "простая" теория относительности – появление темной энергии оказалось избыточным, а модель TVS является и вовсе ошибочной.
Исследователи полагают, что значения гравитационного красного смещения будут уточнены при помощи европейского космического телескопа Euclid ("Евклид"), запуск которого намечен на 2017 год.
Главные темы