RW Space

Математика, которую Альберт Эйнштейн разработал для описания гравитационного механизма физической Вселенной в начале 20 века, до сих пор сильна.

В одном из крупнейших на сегодняшний день испытаний общей теории относительности огромная команда ученых астрономы нанесли на карту распределение почти 6 миллионов галактик на протяжении 11 миллиардов лет истории Вселенной.

То, как гравитация сжимает эти галактики вместе вдоль нитей космической паутины, противодействуя внешнему притяжению расширения Вселенной, и то, как эта паутина развивается с течением времени, точно согласуется с предсказаниями, сделанными Эйнштейном. знаменитой теории.

Это, пожалуй, самый масштабный тест общей теории относительности на сегодняшний день, охватывающий большинство 13,8-миллиардной истории Вселенной – это означает, что теория справедлива как в самых больших, так и в самых маленьких масштабах.

Результаты представлены для публикации и доступны в трех новых препринтах, загруженных на arXiv перед рецензированием.

«Общая теория относительности была очень хорошо проверена в масштабах солнечных систем, но нам также нужно было проверить, что наше предположение работает и в гораздо более крупных масштабах», — говорит космолог Полин Заррук из Французского национального центра исследований. Научные исследования.

«Изучение скорости формирования галактик позволяет нам напрямую проверять наши теории и, на данный момент, , мы соответствуем тому, что предсказывает общая теория относительности в космологических масштабах.»

Гравитация имеет фундаментальное значение для пути Вселенная работает. Мы не знаем, что это такое и почему, просто объекты с массой имеют тенденцию притягивать другие объекты с массой; что сила притяжения прямо пропорциональна массе; и что он изменяет геометрию пространства-времени вокруг массы.

Он также ведет себя как клей, скрепляющий Вселенную. Большие нити гравитационных полей, генерируемые темной материей, охватывают всю Вселенную своего рода паутиной; и большая часть материи во Вселенной распределена по нитям и узлам этой космической паутины.

Это предсказуема и измерима и на данный момент чрезвычайно хорошо ограничена и определена общей теорией относительности. Но обнаружение недостатков в теории может помочь найти решения некоторых чрезвычайно сложных проблем, таких как непримиримые различия между квантовой механикой и классической физикой. Поэтому ученые продолжают проверять ее, чтобы увидеть, выглядит ли содержимое Вселенной так, как предписывает общая теория относительности, во всех масштабах.

Коллаборация DESI использовала эти данные для проведения кропотливого исследования 5,7 миллионов галактик и квазаров за всю историю Вселенной, составления карты их роста, эволюции и распределения по космической паутине, начиная с ранней Вселенной за 11 миллиардов лет. назад.

Они использовали теорию относительности, чтобы предсказать рост и распространение космической паутины, и обнаружили, что Вселенная, в которой мы живем, вела себя так, как теория относительности. говорит, что так и должно быть, в эпическом космическом масштабе. Добавьте больше гравитации или уберите ее, и Вселенная больше не будет выглядеть прежней.

Результат следует за статьей, опубликованной ранее в этом году, в которой измерялась скорость расширения Вселенной на основе космических остатков акустических волн, которые замерзли, когда рассеялся атомный туман, заполнявший раннюю Вселенную. Коллаборация DESI надеется, что продолжающиеся усилия будут продолжать проливать свет на эволюцию Вселенной и, в свою очередь, на загадочные силы, которые ею управляют.

«DESI впервые рассмотрел рост космической структуры», — говорит физик Драган Хутерер из Мичиганского университета. «Мы демонстрируем потрясающую новую способность исследовать модифицированную гравитацию и улучшать ограничения моделей темной энергии. И это только верхушка айсберга».

Результаты также наложили ограничения на верхний предел массы нейтрино, частицы настолько «призрачной», что мы не смог его точно взвесить.

Опрос все еще продолжается, как и опрос Коллаборации работа. В настоящее время исследователи анализируют данные за первые три года работы DESI. К моменту завершения работы прибор соберет данные о более чем 40 миллионах галактик и квазаров.

Среди самых больших надежд является то, что это поможет раскрыть природу темной материи, загадочного невидимого нечто, ответственного за создание дополнительной гравитации во Вселенной; и темная энергия, таинственное невидимое нечто, ответственное за движение ускоряющегося расширения Вселенной.

«Идея о том, что мы можем фотографировать Вселенную и решать эти проблемы большие, фундаментальные вопросы просто поражают воображение».

Документы команды теперь доступны на сервере препринтов arXiv.