Теория Эйнштейна вновь под ударом: физики изучают природу темной энергии

Команда исследователей, включающая физиков из Гейдельберского университета, Германия, продвинулась на несколько шагов вперед на пути к пониманию природы темной энергии и её взаимоотношений с теорией гравитации, анализируя данные, предоставленные космическим телескопом Planck Европейского космического агентства (ЕКА).

Эти результаты показывают, что стандартная космологическая модель остается на сегодняшний день наиболее точно описывающей нашу Вселенную математической моделью. Однако при совместном изучении данных, собранных миссией Planck, с данными других астрономических наблюдений выявляется несколько отклонений от этой модели. Будущие исследования позволят установить, связаны ли эти аномалии с погрешностями измерений, или же они указывают на неизвестные до сих пор науке физические соотношения, которые могут противоречить гравитационной теории Эйнштейна.

С 2009 по 2013 гг. спутник Planck ЕКА производил измерения так называемого реликтового излучения. Оно представляет собой лучи, возникшие около 13 миллиардов лет назад, спустя 380000 лет после Большого Взрыва. Благодаря расширению Вселенной, этот свет доступен сегодня для наблюдений в микроволновом диапазоне. За пять лет работы на орбите спутник Planck составил подробную карту реликтового излучения, и теперь по результатам анализа этих данных было опубликовано несколько научных работ, в том числе и эта работа, в которой принимали участие физики из Института теоретической физики Гейдельберского университета.

На карте реликтового излучения имеются зоны, отвечающие более низким, по сравнению с окружающим фоном, температурам. Предыдущие исследования позволили выделить всего лишь шесть параметров, описывающих развитие нашей Вселенной после Большого Взрыва с относительно высокой точностью. Эта модель получила название стандартной космологической модели. Наблюдаемые температурные различия позволили астрономам определить эти параметры с высокой точностью. Один из таких параметров описывает так называемую темную энергию – таинственную субстанцию, предположительно, отвечающую за ускоренное расширение Вселенной.

В новом исследовании, используя данные телескопа Planck, ученые проанализировали ряд теорий, включающих представление о темной энергии, и основанных на модифицированной теории гравитации — а значит, ставящих под сомнение доминирующую в настоящее время гравитационную теорию Эйнштейна — и выяснили, что гравитационная теория немецкого физика на сегодняшний день сохраняет свои позиции и не требует коренного пересмотра. Однако, отмечают ученые, некоторые небольшие отклонения от стандартной космологической модели все же были ими зафиксированы, и это ставит перед новыми исследованиями задачи по более строгой проверке полученных в результате наблюдений данных.

Публикация появилась в журнале Astronomy & Astrophysics.