НовинаЗ архіву

Спостереження скупчень галактик допомогли перевірити загальну теорію відносності

Опубліковано: Редактор: Den
Зміст матеріалу
  1. Знак гравітаційного зміщення й межі перевірки теорії
Зручне читання

Розглянувши галактики, що входять до 7 800 різних скупчень, данські астрофізики встановили, що розрахунки гравітаційного червоного зміщення в межах загальної теорії відносності добре відповідають експериментальним даним, а деякі інші моделі дають хибні передбачення.

Співробітники Копенгагенського університету (Данія) перевірили загальну теорію відносності (ЗТВ), опрацювавши результати спостережень величезної групи галактик.

Об’єктом перевірки стали виконувані в межах ЗТВ розрахунки гравітаційного червоного зміщення — ефекту, який виникає, якщо приймач випромінювання перебуває в області з меншим гравітаційним потенціалом, ніж джерело. Коли ця умова виконується, спостерігач має реєструвати червоне зміщення, спричинене сповільненням часу поблизу маси, що створює тяжіння.

Працюючи з відносно слабким гравітаційним зміщенням, потрібно якось виділяти його на тлі зміщень, спричинених розширенням Всесвіту та переміщеннями галактик у скупченнях. Із цієї причини данці не намагалися аналізувати результати вимірювань для окремих галактик, а об’єднали дані одразу щодо 7 800 скупчень, які містять у середньому по 16 галактик зі спектроскопічно визначеними червоними зміщеннями. Усю цю інформацію було зібрано в межах проєкту Sloan Digital Sky Survey.

SPT-CL J0546-5345, одне з наймасивніших віддалених скупчень галактик. Належні до нього галактики зі «старим» зоряним населенням, схожі на сучасні еліптичні, позначено жовтим, а галактики з «молодим» населенням, що відповідають сучасним спіральним, — синім.

SPT-CL J0546-5345, одне з наймасивніших віддалених скупчень галактик. Належні до нього галактики зі «старим» зоряним населенням, схожі на сучасні еліптичні, позначено жовтим, а галактики з «молодим» населенням, що відповідають сучасним спіральним, — синім. (Ілюстрація НАСА / JPL-Caltech / M. Brodwin, CTIO Blanco 4-m telescope / J. Mohr.)

Підготувавши масив даних, автори побудували залежність червоного зміщення від відстані, яка відділяє галактики від центрів скупчень. Оскільки центральні області скупчень масивніші за периферійні, залежність характеризує гравітаційний складник зміщення і, як з’ясувалося, дуже добре описується ЗТВ.

Успішну перевірку передбачень теорії відносності можна розглядати і як підтвердження істинності сучасної космологічної моделі ΛCDM, що передбачає існування темної матерії й темної енергії. Цікаво, що дані SDSS узгоджуються і з однією з модифікацій ЗТВ, f(R)-теорією, яка намагається пояснити прискорене розширення Всесвіту без залучення темної енергії. Ще дві відомі моделі (модифікована ньютонівська динаміка та тензорно-векторно-скалярна гравітація), розроблені за припущення відсутності темної матерії, перевірки не пройшли.

Повну версію звіту опубліковано в журналі Nature.

Підготовлено за матеріалами Копенгагенського університету.

Коментарі (0):

Лише зареєстровані користувачі можуть залишати коментарі. Увійдіть або зареєструйтеся.