Однак нещодавні дослідження показують, що наше розуміння гравітації, яке базується на загальній теорії відносності Ейнштейна (ЗТВ), можливо, доведеться переглянути, щоб точно пояснити поведінку темної матерії і темної енергії.
Читайте на сайті Як гравітація впливає на світло: теорія відносності Ейнштейна пояснює цей феномен
Що пропонують науковці
Команда космологів запропонувала новий підхід до перевірки альтернативних моделей гравітації, які відрізняються від ЗТВ, не шляхом спостереження за зірками у далеких галактиках, а шляхом вивчення сейсмічних хвиль глибоко в надрах Землі.
Згідно з модифікованою ньютонівською динамікою (MOND), модифікованою версією закону гравітації Ньютона, сейсмічні хвилі подорожують Землею з іншою швидкістю і в інший спосіб порівняно з тим, що передбачається ЗТВ. Аналізуючи геофізичні властивості нашої планети, які відносно добре відомі, вчені потенційно можуть ввести обмеження в MOND і перевірити її достовірність.
Оскільки геофізичні властивості нашої планети здебільшого добре відомі, ми можемо використовувати ці знання для визначення та введення обмежень у модифіковану ньютонівську динаміку. Поки що дані, зібрані вченими, не вимагають перегляду ЗТВ, але чим більше інструментів у вчених, чим більше методів у них є для пошуку істини, тим краще,
– пояснює доктор Марія Чен, космолог, яка бере участь у дослідженні.
Один з нещодавніх проривів у перевірці фундаментальних принципів ЗТВ був зроблений міжнародною групою вчених, які за допомогою спеціально розробленого супутника виміряли прискорення частинок на орбіті Землі. Результати показали, що прискорення не змінилося більш ніж на одну частину в 10-15-му степені, що є неймовірно точним вимірюванням і виключає будь-яке порушення принципу еквівалентності інерційної та гравітаційної мас, фундаментального постулату ЗТВ.
Однак, ЗТВ має свої обмеження. Вона не може точно описати поведінку гравітації в екстремальних умовах, наприклад, в центрі чорних дір або в перші моменти існування Всесвіту. Це спонукало багатьох вчених-теоретиків запропонувати альтернативні моделі гравітації, такі як MOND, які намагаються розширити або модифікувати оригінальну теорію Ейнштейна. Вивчаючи сейсмічні рухи Землі, вчені потенційно можуть перевірити ці альтернативні моделі і отримати уявлення про справжню природу гравітації.
Лабораторія Земля
Ідея використання Землі як лабораторії для перевірки гравітації може здатися нетрадиційною, але вона не є безпрецедентною. Насправді деякі з найбільш революційних відкриттів у науці були зроблені завдяки вивченню нашої власної планети. Наприклад, вимірювання окружності Землі давньогрецьким математиком Ератосфеном у третьому столітті до нашої ери надало вирішальні докази того, що Земля має кулясту форму. Так само знаменитий експеримент Майкельсона-Морлі, проведений наприкінці 19 століття на Землі, проклав шлях до розвитку спеціальної теорії відносності Ейнштейна.
Земля завжди була чудовою лабораторією для вивчення законів природи. Використовуючи наші знання про геофізичні властивості Землі, ми потенційно можемо отримати нові знання про фундаментальну природу гравітації і перевірити альтернативні моделі, які можуть кинути виклик нашому нинішньому розумінню,
– зазначає доктор Чен.
Цікаво Фізики з'ясували, що гравітація може створювати світло
Результати цих досліджень можуть мати глибокі наслідки для нашого розуміння Всесвіту. Якщо альтернативні моделі гравітації, такі як MOND, виявляться точними, це може докорінно змінити наше розуміння поведінки темної матерії і темної енергії та потенційно призвести до нових відкриттів у космології та астрофізиці.