Другая теория гравитации Эйнштейна может дать рецепт решения «проблемы Хаббла»

Иллюстрация далеких квазаров, сверхмассивных объектов, питаемых черными дырами, которые можно использовать для ограничения параметров теорий гравитации. Автор: ESO/M. Kornmesser

Недавнее исследование изучило телепараллельную гравитацию и ее потенциал для разрешения напряженности, связанной с расширением Вселенной, чего не может сделать общая теория относительности.

В начале 20 века наше понимание Вселенной перевернулось с ног на голову, когда наблюдения Эдвина Хаббла показали, что сама ткань космоса растягивается.

В конце того же столетия это осознание стало еще более сложным, когда, наблюдая за далекими сверхновыми, удаляющимися от Земли, две отдельные группы ученых обнаружили, что Вселенная не только расширяется, но и скорость расширения ускоряется.

Причина этого ускорения остается загадкой и получила название «темная энергия»; На сегодняшний день лучшим объяснением этого является космологическая постоянная, которая объясняет форму фоновой энергии, называемую энергией вакуума.

Скорость расширения Вселенной известна как постоянная Хаббла, которая описывает пропорциональность между расстоянием галактики от Земли и скоростью, с которой она удаляется.

Это стало головной болью для физиков, поскольку два основных способа определения постоянной Хаббла сильно расходятся. Эту проблему называют «напряжением Хаббла», и один из способов объяснить ее — расширить нашу лучшую на сегодняшний день модель гравитации — общую теорию относительности, выдвинутую Эйнштейном в 1915 году.

Статья, опубликованная в журнале «Физика темной Вселенной» Селией Эскамиллой Риверой, космологом из Института ядерных наук Мексиканского национального автономного университета, и ее коллегами-исследователями, пытается справиться с темной энергией и снять напряжение с Хаббла.

«Мы обнаружили, что, используя гравитационные модели, выходящие за рамки общей теории относительности, и новые наборы космологических данных (наблюдения за далекими квазарами), мы можем противостоять напряженности Хаббла и проблеме темной энергии в локальных масштабах», — говорит Ривера.

«Используя численные и вычислительные методы, мы провели анализ с использованием различных предложенных моделей «телепараллельной гравитации», проверенных на двух разных космологических образцах, которые измеряли расстояния в локальной вселенной».

Телепараллельная гравитация — альтернативная теория общей теории относительности, также разработанная Эйнштейном. Эта «другая теория гравитации» использует другой рецепт уравнений для объяснения гравитации без искривления пространства-времени, а также стремится объединить ее с одной из других фундаментальных сил Вселенной — электромагнетизмом.

«В последнее время телепараллельная гравитация набирает популярность благодаря обещанию, что она может решить космологическую проблему, связанную с напряжением Хаббла, и объяснить природу космического ускорения позднего времени, не прибегая к помощи космологической постоянной», — говорит Ривера.

Ривера и ее коллеги проверили параметры этой альтернативной теории гравитации, используя два новых набора данных об далеких и сильно смещенных в красную сторону квазарах — ярких областях в центре галактик, питающихся сверхмассивными черными дырами, наблюдаемых в ультрафиолетовом, рентгеновском и рентгеновском диапазонах. и видимый свет.

«Нас интересует эта тема, потому что телепараллельная гравитация является подходящим кандидатом в качестве альтернативы общей теории относительности, которая решает различные космологические проблемы, а также обладает некоторыми интересными теоретическими свойствами», — заключает Ривера.

«Для более широкой аудитории это интересно, поскольку мы тестируем альтернативные предложения общей теории относительности, чтобы лучше понять Вселенную, а для экспертов в этой области это обновление новейших достижений в отношении конкретных моделей телепараллельной гравитации., а также с использованием относительно новых образцов квазаров на высоких красных смещениях».

Больше информации: Rodrigo Sandoval-Orozco et al, f(T) cosmology in the regime of quasar observations, Physics of the Dark Universe (2023). DOI: 10.1016/j.dark.2023.101407

Источник: SciencePOD