Исследование крупнейшей карты Вселенной подтвердило правоту Эйнштейна, но ситуация оказывается более сложной, чем предполагалось.

Астрономы провели исследование самой обширной карты Вселенной, когда-либо созданной. Результаты показали, что Вселенная соответствует стандартной космологической модели Лямбда-CDM, основанной на теории относительности Эйнштейна. В данный момент неясно, что это означает для альтернативных теорий, которые стремятся объяснить странные несоответствия в наблюдениях космоса. Исследование было опубликовано на препринт-сервере arXiv, сообщает Live Science.

Ученые использовали данные обзора Вселенной, полученные с помощью прибора DESI, установленного на телескопе в Национальной обсерватории Китт-Пик, США. Этот прибор позволяет определить позиции миллионов галактик для изучения процесса расширения Вселенной на протяжении ее эволюции.

Астрономы стремились выяснить, как гравитация ведет себя на крупнейших масштабах, и для этого провели измерение роста галактических структур с течением времени. Анализ показал, что, хотя темная энергия может изменяться со временем, структура Вселенной близка к предсказаниям Альберта Эйнштейна. В результате ученые установили новые ограничения для альтернативных теорий гравитации и моделей темной энергии.

Астрономы проанализировали данные о 6 миллионах галактик и их эволюции за последние 11 миллиардов лет. Эти данные показывают, что даже на самых больших масштабах гравитация ведет себя так, как предсказывал Эйнштейн.

Таким образом, новое исследование подтверждает, что стандартная космологическая модель Лямбда-CDM наиболее точно отражает природу Вселенной. Однако по-прежнему остается неясным, как объяснить различия в измерениях скорости расширения космоса, которые представляют собой странное несоответствие с ведущей моделью, описывающей Вселенную.

Общая теория относительности, которая наилучшим образом описывает гравитацию, одну из основных сил Вселенной, была подтверждена на сравнительно малых масштабах, в пределах Солнечной системы. Ученые стремились проверить эту теорию на более крупных масштабах. Как показывает новое исследование, пока все данные подтверждают теорию.

Модель Лямбда-CDM основывается на теории относительности Эйнштейна и предполагает существование как темной энергии, так и темной материи, а также равномерное поведение гравитации по всей Вселенной.

Тем не менее, ученые не могут полностью объяснить темную материю и темную энергию, которые составляют основную массу и энергию Вселенной, что вызывает сомнения у некоторых исследователей в их существовании. Кроме того, стандартная космологическая модель не в состоянии объяснить некоторые наблюдения космоса, которые ей противоречат. Это привело к появлению альтернативных моделей, описывающих Вселенную, включая альтернативные теории гравитации.

Например, одна из альтернативных теорий гравитации, известная как модифицированная ньютоновская динамика (MOND), предполагает, что при очень слабом гравитационном воздействии между далекими галактиками законы Ньютона могут быть нарушены. На этих законах построена теория относительности Эйнштейна. Поэтому некоторые ученые полагают, что теорию относительности следует изменить или дополнить. Возможно, гравитация на крупных масштабах ведет себя иначе, чем предсказывал Эйнштейн.

Выводы нового исследования лишь касаются верхушки айсберга, так как необходимо собрать данные о значительно большем количестве галактик. На данный момент ученые проанализировали данные за первый год работы прибора DESI, который функционирует уже 4 года из пяти запланированных. В 2025 году будет представлен анализ еще двух лет работы DESI. На данный момент данные указывают на то, что Эйнштейн был прав, но это все еще может измениться.