Группа европейских астрономов выполнила самую точную на сегодняшний день проверку общей теории относительности Эйнштейна (ОТО) вне Млечного Пути. В этом им помог спектрограф интегрального поля MUSE, установленный на Очень Большом Телескопе ESO, а также космический телескоп «Хаббл».
При помощи MUSE ученые измерили скорость движения звезд в эллиптической галактике ESO 325-G004. На основе этих данных они вычислили общую массу галактики. Затем ученые воспользовались данными телескопа «Хаббл», измерив создаваемое ESO 325-G004 кольцо Эйнштейна.
Скопление Abell S0740. В центре видна галактика ESO 325-G004
ОТО предсказывает, что тела деформируют пространство-время вокруг себя, что приводит к отклонению лучей света и появлению различных оптических феноменов. Например, гравитация может заставить свет, идущий от более далекого фонового объекта, двигаться несколькими различными путями. Если объекты находятся на одной линии по отношению к Земле, свет может искажается таким образом, что образует характерный светящийся круг.
Подобный эффект может наблюдаться лишь у очень массивных объектов. На сегодняшний день астрономам известно несколько сот сильных гравитационных линз, но большинство слишком далеки от нас, чтобы можно было бы точно измерить их массу. ESO 325-G004 — одна из ближайших к нам гравитационных линз, она находится на расстоянии «всего» 450 миллионов световых лет от Солнца.
Изучив кольцо Эйнштейна вокруг ESO 325-G004 астрономы измерили степень искажения световых лучей, а следовательно и пространства-времени, создаваемое ее гигантской массой. Затем они сравнили полученное значение с результатами расчета массы галактики. Проверка показала, что гравитационные силы действуют так, как и предсказывает ОТО. Степень неопределенности составила всего 9%. На сегодняшний день это самая точная проверка ОТО, выполненная на расстояниях, превышающих Млечный путь.
По словам исследователей, результаты проверки могут иметь важное значение для альтернативных моделей гравитации, предлагающих другие объяснения ускоренного расширения Вселенной. Большинство этих моделей предсказывают, что влияние гравитации на кривизну пространства-времени зависит от масштаба, то есть, что силы гравитации в космологических масштабах ведут себя не так, как на меньших масштабах, например, в Солнечной системе. Однако имеющиеся данные пока что не подтверждают этого.
