[gog]

Общая теория относительности прошла очередную проверку

Группа ученых из США и Швейцарии подтвердила, что стандартная космологическая модель (ΛCDM), основанная на общей теории относительности (ОТО), адекватно описывает свойства удаленных галактик. ОТО была тщательно протестирована в пределах Солнечной системы, и в таких масштабах ее истинность не вызывает сомнений. На межгалактических расстояниях теория, однако, не выглядит абсолютно надежной: для объяснения наблюдаемого ускорения расширения Вселенной ученым, к примеру, пришлось вводить понятие темной энергии. Специалисты, которых не устраивают такие «искусственные» объяснения, разрабатывают собственные альтернативные теории гравитации.
Сравнивать разные модели в космологических масштабах довольно сложно. Первый относительно удобный параметр EG, измерение которого позволяет оценивать «качество» теорий гравитации, был предложен лишь в 2007 году группой астрофизиков под руководством Пэнцзе Чжана (Pengjie Zhang) из Шанхайской обсерватории (см. статью в журнале Physical Review Letters). EG отражает особенности процессов гравитационного линзирования, роста галактик и образования их скоплений, которые заложены в ту или иную теорию.
Авторы провели расчет EG на примере 70 205 галактик из каталога Sloan Digital Sky Survey. Соответствующие этим галактикам красные смещения лежат в диапазоне от 0,16 до 0,47; столь удаленные объекты в подобных исследованиях ранее никогда не рассматривались.
Полученное значение EG — 0,39 ± 0,06 — соответствует тому, что предсказывает ОТО (~ 0,4). В то же время неопределенность результата не позволяет исключить и альтернативную теорию f(R) (здесь EG = 0,328–0,365). Одна из версий теории TeVeS, в которой EG принимается равным 0,22, не прошла проверку, но авторы замечают, что более сложные ее варианты могут соответствовать данным наблюдений.
Для того чтобы повысить точность расчетов, необходимо рассмотреть большее число удаленных галактик. Авторы связывают свои надежды с проектом Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, который должен завершиться в ближайшие пять лет.


Распределение галактик во Вселенной. Земля находится в центре, а радиус окружности составляет около 700 Мпк. По радиусу откладывается красное смещение, а угловой координатой служит прямое восхождение. (Иллюстрация M. Blanton & SDSS.)

Полная версия отчета опубликована в журнале Nature; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.
Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Беркли.