Учёные из Университета Женевы (UNIGE) и Университета Пола Сабатье, используя данные Dark Energy Survey, предложили новые идеи о расширении Вселенной и её ускорении, которое остаётся одной из величайших научных загадок. Команда исследовала, остаются ли уравнения общей теории относительности Альберта Эйнштейна справедливыми на «краю Вселенной».
Обзор Dark Energy Survey позволил учёным проанализировать 100 миллионов галактик в четырёх различных точках истории Вселенной. Эти измерения показали, как гравитационные колодцы развивались с течением времени. «Мы обнаружили, что в далёком прошлом — 6 и 7 миллиардов лет назад — глубина колодцев хорошо согласуется с предсказаниями Эйнштейна. Однако ближе к сегодняшнему дню, — 3,5 и 5 миллиардов лет назад, — они немного мельче, чем предсказывал Эйнштейн», — говорит Исаак Тутусаус, ведущий автор исследования.
Этот период, ближе к современной эпохе, совпадает с началом ускорения расширения Вселенной. «Наши результаты показывают, что предсказания Эйнштейна имеют несовместимость в 3 σ с измерениями. На языке физики такой порог вызывает интерес и требует дальнейших исследований. Но такая несовместимость на данном этапе недостаточно велика, чтобы опровергнуть теорию Эйнштейна. Для этого нам нужно достичь порога в 5 σ», — объясняет Камиль Бонвен, доцент кафедры теоретической физики факультета естественных наук UNIGE, которая руководила исследованием.
Чтобы подтвердить или опровергнуть эти результаты, команда готовится проанализировать новые данные с космического телескопа Euclid, запущенного год назад. Поскольку Euclid наблюдает за Вселенной из космоса, его измерения гравитационного линзирования будут значительно точнее. Кроме того, ожидается, что он будет наблюдать около 1,5 миллиарда галактик в течение шести лет миссии. «Крайне важно провести более точные измерения, чтобы подтвердить или опровергнуть первоначальные результаты и выяснить, остаётся ли теория справедливой на очень больших расстояниях», — добавляет Настасья Гримм, научный сотрудник кафедры теоретической физики UNIGE и соавтор исследования.
Гравитационное линзирование, — явление, при котором свет изгибается гравитацией, — предоставляет учёным ценную информацию о компонентах, истории и расширении Вселенной. Первое измерение этого эффекта, проведённое во время солнечного затмения в 1919 году, подтвердило теорию Эйнштейна, которая предсказывала отклонение света в два раза больше, чем предсказывал Исаак Ньютон. Это различие возникает из-за введения Эйнштейном нового ключевого элемента: деформации времени, в дополнение к деформации пространства.
Новое исследование может привести к лучшему пониманию ускорения расширения Вселенной и, возможно, к открытию новых физических законов, действующих на больших масштабах.