Працює неправильно. Фізики виправили теорію відносності Ейнштейна, відкидаючи головний закон

Загальна теорія відносності Ейнштейна є відповіддю на універсальну теорію гравітації Ньютона. Тобто вона найкраще описує природу гравітації. Але навіть сам автор, тобто Альберт Ейнштейн, попри свої надзвичайні розумові здібності, розумів, що його теорія не є ідеальною і що в ній можуть бути вади. Теорія відносності добре працює під час пояснення багатьох явищ у Всесвіті, але є явища, де ця теорія не працює. Автори нового дослідження, опублікованого у виданні The European Physical Journal C, вважають, що розв'язання цієї проблеми полягає в тому, що потрібно подивитися на теорію відносності уважніше і з'ясувати, які її складові не такі важливі, як здаються, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Теорія гравітації

Автори нового дослідження вважають, що якщо вивести закон, що зберігає математичні властивості енергії та імпульсу, то теорія відносності Ейнштейна зможе подолати деякі проблеми. Теорія відносності зараз вважається найкращим описом гравітації. Як відомо, гравітація описує здатність об'єктів, що мають масу, притягуватися один до одного. Моделі гравітації пояснюють, чому супутники притягуються до планет, чому стикаються галактики і навіть чому будь-який предмет, викинутий людиною, падає вниз, а не вгору.

Проблеми теорії відносності Ейнштейна

Водночас така теорія гравітації має працювати у Всесвіті, де об'єкти з однаковим зарядом відштовхуються, пояснюючи, чому атомні ядра злипаються з неймовірною силою або чому нейтрони спонтанно розпадаються з утворенням протонів. Теорія також має працювати тоді, коли об'єкти з величезною масою досягають неймовірної щільності, а простір-час є настільки компактним, що саме світло більше не може вийти назовні. Йдеться про чорні діри. Але загальна теорія відносності не справляється з цим завданням. Це називається проблемою неперенормованості гравітації Ейнштейна.

Перенормуванням називається "чарівна паличка", яку використовують фізики-теоретики, щоб змусити зникнути нескінченність, що розчаровує, у квантових полях. Коли петлі реальності, здається, назавжди йдуть у далечінь у заплутаному фракталі, використають перенормування, і модель реальності знову працюватиме як треба.

Але теорія відносності не спрощує це завдання. Квантові поля, які вона описує, відмовляються працювати з припущеннями квантової механіки. У результаті виникає несумісна фізика, яка вимагає двох теорій пояснення устрою Всесвіту, але одна з цих теорій матиме більше сенсу.

Деякі припущення Ейнштейна можна виключити

Формулювання теорії відносності Ейнштейна було засноване на серії припущень. Тобто деякі припущення можна виключити, якщо вони не виявляться виправданими. Одне з найбільш фундаментальних припущень теорії відносності полягає в тому, що викривлення простору і часу узгоджується зі збереженням енергії та імпульсу. Тобто переміщення в просторі з однієї точки в іншу не має впливати на енергію або швидкість об'єкта, якщо тільки не відбудеться зміна сил.

Це припущення добре працює в плоскому і порожньому Всесвіті. Але він сповнений викривленнями, галактиками, відомими частинками і тими, які з'являються і зникають. Майже 50 років тому фізик Пітер Расталл запропонував трохи іншу модель гравітації. Вчений припустив, що матерія та викривлення простору і часу пов'язані незвичайним чином, і це залишає місце для маневру стандартному закону збереження енергії-імпульсу.

Автори нового дослідження пішли схожим шляхом і звернулися до релятивістської термодинаміки, тобто фізики обміну енергією за доволі екстремальних умов, щоб знайти перетворення енергії та імпульсу, що нагадують рівняння, які використовуються в теорії відносності Ейнштейна.

У результаті вони знайшли новий спосіб опису виникнення гравітації з викривленого простору-часу, який відмовляється від деяких фундаментальних припущень теорії відносності, але водночас з його допомогою можна пояснити розширення Всесвіту.

Як уже писав Фокус, вчені виявили в космосі об'єкти, які суперечать теоріям і водночас вони випускають дивні сигнали, які неможливо поки що пояснити.