Плюс один: Новый довод для Эйнштейна
Исследование охватило сотни тысяч удаленных галактик: дело в том, что одним из следствий Общей Теории Относительности (ОТО) является замедление испускаемого ими света под действием их собственного притяжения — так называемое гравитационное красное смещение, которое, действительно, должно приводить к небольшому удлинению длины волны испускаемого излучения и, следовательно, к его смещению в красную область спектра.
В лабораторных условиях этот эффект был продемонстрирован еще десятки лет назад, однако зафиксировать его в наблюдениях космоса оказалось намного сложнее. Слишком уж слабо проявляет себя это смещение, особенно на фоне более сильных и действующих параллельно ему явлений — смещению, вызванному собственным движением звезд (эффект Доплера), и космологическому красному смещению, связанному с расширением Вселенной. Таким образом, для установления точных показателей гравитационного красного смещения нам придется каким-то образом отсечь сходные эффекты, вызванные этими двумя факторами.
К решению этой задачи авторы новой работы подошли статистически, обработав колоссальный объем данных о далеких звездах и галактиках, собранный в ходе проекта Sloan Digital Sky Survey. Это позволило математическими методами выявить влияние разных видов красного смещения и установить ту его величину, за которую ответственна именно собственная гравитация звезд. Величина эта самым точным образом совпала с цифрой, к которой можно прийти теоретически, на основе эйнштейновских уравнений ОТО.
Предсказанное еще в начале ХХ в., гравитационное красное смещение было продемонстрировано в ходе лабораторного эксперимента лишь полвека спустя. В последующие десятилетия его удалось продемонстрировать в наблюдениях Солнца и небольших близко расположенных звезд-белых карликов. И лишь теперь смещение удалось зафиксировать во всей его мощи, на самом ярком и масштабном примере — целых скоплениях галактик, и тем самым в очередной раз подтвердить справедливость выкладок ОТО в космических масштабах. Тем самым, кстати, гравитационное красное смещение становится единственным из следствий теории, которое удалось продемонстрировать сразу на многих порядках величин, от лабораторной установки до отдельной звезды и целых галактических скоплений.
С другой стороны, стоит сказать, что новая работа вполне укладывается и в рамки альтернативной эйнштейновскому подходу теории гравитации, которая вообще неплохо согласуется с некоторыми наблюдениям. Что интересно, теория эта не требует привлекать такие сложные и во многом спекулятивные концепции, как темная материя и темная энергия, чтобы объяснить избыток массы и нарастающую скорость расширения Вселенной. Речь идет о т.н. f®-теориях, выкладки которых также хорошо согласуются с новыми данными. Возможно, более точные расчеты и наблюдения выявят расхождения, и тогда удастся отбросить неверную гипотезу.
Напомним, кстати, что несколько лет назад теория Эйнштейна блестяще подтвердилась и в прямом эксперименте, для которого инженерам пришлось создать и отполировать две самые совершенные сферы в мире. Читайте: «Шары в космосе».
По публикации Space.Com