8.3K
Объединив данные наблюдений за далекой галактикой, полученные с помощью космического телескопа NASA «Hubble» и Очень Большого Телескопа Европейской южной обсерватории, международная команда астрономов провела самый точный тест Общей теории относительности за пределами Солнечной системы, подтвердив ее справедливость в галактических масштабах. Результаты исследования представлены в журнале Science.
В 1915 году Альберт Эйнштейн предъявил миру свою Общую теорию относительности (ОТО), которая объясняет, как работает гравитация. С тех пор ОТО прошла серию высокоточных испытаний в Солнечной системе, но никогда не проверялась на больших астрономических масштабах.
С 1929 года известно, что Вселенная расширяется, а с 1998 года – что расширяется ускоренно. Это удивительное открытие, которое удостоилось Нобелевской премии, нельзя объяснить без экзотического компонента, называемого темной энергией. Однако такая интерпретация основана на том, что ОТО является правильной теорией гравитации в космологических масштабах. Исходя из этого тестирование свойств гравитации на больших расстояниях важно для подтверждения общепринятой космологической модели.
«Общая теория относительности предсказывает деформирование пространства-времени массивными объектами. Это означает, что, когда свет проходит около другой галактики, его траектория отклоняется, и, если две галактики выровнены по нашей линии зрения, это может вызвать явление, называемое сильным гравитационным линзированием, при котором мы видим несколько изображений фоновой галактики. Если мы знаем массу галактики переднего плана, то расстояние между множественными изображениями фонового объекта говорит нам, верна ли Общая теория относительности в галактических масштабах», – объясняет Томас Коллетт, ведущий автор исследования из Университета Портсмута (Великобритания).
В новой работе для проверки ОТО астрономы исследовали галактику ESO325-G004 в 500 миллионах световых лет от Земли и вычислили ее массу двумя разными методами. Первый основан на определении скорости движения звезд в ней с помощью Очень Большого Телескопа, а второй на наблюдениях «Hubble» так называемого кольца Эйнштейна, создаваемого из света фоновой галактики при его прохождении вблизи ESO325-G004. Сравнив полученные результаты, астрономы установили, что ожидаемое и реальное искажение изображения объекта совпадает с точностью до 9 процентов и является именно таким, каким его предсказывает ОТО.
«Вселенная – это удивительное место, создающее природные линзы, которые мы можем использовать в качестве наших лабораторий. Невероятно интересно было задействовать лучшие телескопы в мире, чтобы бросить вызов Эйнштейну и узнать, что он был прав», – заключил Боб Никол, соавтор исследования из Университета Портсмута.