Исследователь предполагает, что телепараллельная гравитация, почти столетний вариант общей теории относительности Эйнштейна, может оказаться перспективной для решения величайших загадок космологии, включая темную материю и энергию и хаббловское напряженность. Она имеет гораздо более богатую и сложную математическую структуру, предлагая множество возможностей для корректировки гравитации без неудачных экспериментальных проверок. Однако теория вызывает много скептицизма и нуждается в тщательной проработке, чтобы доказать свою состоятельность.
Несмотря на то, что темная материя и темная энергия еще никогда не наблюдались напрямую, они были отмечены в многочисленных космологических исследованиях.
Темная материя — это гипотетическая форма материи, которая объясняет аномалию в скорости движения звезд и галактик. Последние движутся гораздо быстрее, чем можно было бы объяснить одним лишь гравитационным притяжением видимой материи. Темная энергия, в свою очередь, соответствует гипотетической силе, объясняющей ускорение расширения Вселенной, а хаббловское напряжение — разнице между измерениями скорости этого расширения (или постоянной Хаббла).
Вместе эти параметры представляют собой серьезную проблему для стандартных космологических моделей, которую физики пытаются решить уже несколько десятилетий. Большинство этих теорий основаны на общей теории относительности Эйнштейна, которая рассматривает гравитацию как искривление пространства-времени. Однако относительность не может полностью объяснить ни существование темной материи и энергии, ни хаббловское напряжение. Поэтому некоторые теоретики предложили адаптировать ее, предложив новое понимание гравитации, а не полагаться на гипотетическое существование силы и другой формы материи.
Другими словами, эти адаптации направлены на то, чтобы исключить из уравнения темную материю и темную энергию. Однако эти гипотезы, как правило, дают неоднозначные результаты. Одним из примеров является теория модифицированной ньютоновской динамики, которая должна устранить темную материю. Однако противоречивые исследования показали, что она по-прежнему требует существования производной формы темной материи. Другое, более позднее, исследование предполагает, что гравитация может действовать даже в отсутствие массы, что смягчает (или даже устраняет) необходимость в темной материи. Однако остаются вопросы относительно ее соответствия.
Другие группы физиков задаются вопросом, не находится ли перед нами объединяющая теория, которую мы так долго искали. Телепараллельная гравитация, предложенная самим Эйнштейном после создания теории относительности, потенциально могла бы решить эти проблемы. По словам Пола М. Саттера, приглашенного профессора физики и астрономии в Барнард-колледже Колумбийского университета, «она предлагает множество возможностей для модификации и настройки гравитации — модификации, которая может выдержать все текущие экспериментальные проверки и проявиться таким образом, чтобы объяснить темную материю и темную энергию».
Более сложная и гибкая теория для объяснения темной материи
Предложенная в 1928 году (примерно через десять лет после теории относительности), телепараллельная гравитация была первоначально исследована Эйнштейном с целью описания как гравитации, так и электромагнетизма. Хотя теория относительности могла описать большое количество физических явлений, она не могла объяснить электромагнитную силу. Телепараллельная гравитация обеспечила бы большую гибкость за счет введения силы кручения. В этом видении материя и темная энергия влияли бы на искривление пространства-времени. Хотя Эйнштейну, похоже, не удалось проверить теорию на практике, теоретики позже обнаружили, что, отбросив его попытку включить электромагнетизм, они могут предложить версии телепараллельной гравитации, которые соответствуют теории относительности. Другими словами, эти две модели давали одинаковые результаты для гравитации, даже если учитывать силу кручения. С другой стороны, в 2017 году исследователи обнаружили две сливающиеся нейтронные звезды, излучающие гравитационные и электромагнитные волны, достигающие Земли с интервалом в 3 секунды. Это говорит о том, что гравитационная сила и свет движутся почти с одинаковой скоростью — наблюдение, которое предсказывала телепараллельная гравитация.
Сложность, имеющая недостатки
Однако сложность теории, которая затрудняет её проверку и ограничивает её способность делать жизнеспособные прогнозы, также имеет свои недостатки. «Дополнительная сложность, добавляемая к теории относительности, придаёт теории тревожную неоднозначность», — объясняет Саутер. «Не всегда очевидно, что богатые математические структуры могут надёжно связываться с физической реальностью — другими словами, что математика не „взорвётся вам в лицо“, когда вы попытаетесь применить её к реальным сценариям». Тем не менее, были достигнуты успехи в изучении её связей с теорией относительности. Например, исследования показали её жизнеспособность в описании чёрных дыр и Большого взрыва.
Также были сделаны важные шаги в её способности описывать явления, которые теория относительности не может полностью объяснить. По словам Саттера, возможно предложить версию телепараллельной гравитации, которую можно экспериментально доказать, устраняя необходимость в тёмной материи, или версию, которая могла бы разрешить проблему напряжения Хаббла. Однако «есть ещё более серьёзная задача: убедить самых скептически настроенных — самих учёных — в обоснованности этого подхода.
Это потребует значительных усилий, поскольку окончательным арбитром является сама природа», — уточняет эксперт. Тем не менее, результаты потенциально могут решить самые большие проблемы космологии, оставаясь при этом проверяемыми.
Обсуждаем околополитические темы на моем канале "Гражданин на диване", а интересную и познавательную информацию читаем на канале "Таблетка для головы", подписывайтесь. Кстати, у кого есть доступ до ТикТока подключайтесь к моему политическому каналу - @masterpolit.
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам. Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+
