Физики проверили теорию гравитации Эйнштейна: во Вселенной все же есть невидимый компонент

Гравитация для большинства людей – это сила, которая притягивает все, в том числе и нас, к поверхности Земли. Но для физиков гравитация представляет собой явление, которое формирует форму и эволюцию крупнейших структур во Вселенной. Астрофизики провели масштабное исследование гравитации в огромных космических структурах и обнаружили, что она ведет себя точно так, как предсказывают давно существующие законы физики. При этом исследование подтверждает, что темная материя, которая удерживает галактики вместе, действительно существует, пишет Фокус.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Ученые из Университета штата Пенсильвании использовали данные Атакамского космологического телескопа для изучения движения скоплений галактик на огромных расстояниях. Дело в том, что на протяжении десятилетий ученые наблюдали необычно быстрое движение галактик в галактических скоплениях, а значит, гравитация может действовать иначе, чем предсказывали Исаак Ньютон и Альберт Эйнштейн.

По словам ученых, вызывало удивление не только движение галактик, но и быстрое движение звезд внутри них. То есть эти объекты движутся слишком быстро для количества массы, которую они содержат. Поэтому возникли две противоположные теории: либо во Вселенной существует невидимая темная материя, которая создает дополнительную гравитацию, либо существующую теорию гравитации Эйнштейна нужно изменить.

Теперь физики провели исследование гравитации в скоплениях галактик, разделенных сотнями миллионов световых лет и это самое масштабное исследование гравитации на сегодняшний день.

Результаты показывают, что гравитация ослабевает с расстоянием в соответствии с законом обратных квадратов, впервые описанным Ньютоном и позже включенным в общую теорию относительности Эйнштейна, которая является лучшим описанием гравитации. Закон обратных квадратов гласит, что гравитация ослабевает пропорционально квадрату расстояния между объектами с массой.

Полученные результаты опровергают альтернативные теории гравитации, которые предполагают, что в очень больших масштабах гравитация ведет себя иначе, чем предсказывал Эйнштейн. Это исследование подтверждает, что невидимый компонент Вселенной, темная материя, все же существует и формирует космическое движение.

Физики говорят, что галактики во Вселенной движутся не так, как, согласно одной лишь гравитации, они должны двигаться. На их движение оказывает влияние темная материя с помощью дополнительной гравитации.

Чтобы прийти к таким выводам астрофизики проанализировали тонкие искажения реликтового излучения. Это свет, возникший примерно через 380 000 лет после Большого взрыва и с тех пор распространяющийся по Вселенной. Когда этот свет проходит через массивные скопления галактик, он искажается под воздействием их движения, оставляя следы, которые могут обнаружить ученые.

Результаты точно совпали с теориями Ньютона и Эйнштейна, не показав никаких доказательств того, что гравитация ослабевает иначе, чем ожидалось, в огромных космических масштабах.

Расширяя проверки гравитации на расстояния, намного превышающие масштаб отдельных галактик, исследование предоставляет одно из наиболее полных на сегодняшний день подтверждений стандартной космологической модели.

По сути Ньютон и Эйнштейн правильно описали гравитацию в разных масштабах и не нужно менять общую теорию относительности, говорят физики, а дополнительное гравитационное притяжение создает темная материя, но пока неясно из чего она состоит.

Как уже писал Фокус, другое исследование предполагает, что темная материя состоит из черных дыр, которые сформировались в другой Вселенной и попали в нашу во время Большого взрыва, который, как считают ученые не был началом истории космоса.

Также Фокус писал о том, что физики обнаружили у странного металла галлий неожиданное поведение, которое опровергает давнее предположение о его жидкой структуре.

При написании материала использованы источники: Physical Review Letters, Interesting Engineering.