Открытие в космологии поставило под сомнение фундаментальные представления о расширении вселенной, основанные на теории относительности Альберта Эйнштейна. Группа астрофизиков, которая изучает распределение света от далеких галактик, обнаружила отклонения. Они могут указывать на несовершенство известных уравнений в масштабах всего космоса. Результаты исследования были опубликованы проектом Dark Energy Survey, который в течение нескольких лет следил за изменениями структуры и позиций сотен миллионов галактик.
Специалисты изучают, как эти далекие объекты искажают пути световых лучей. Этот процесс, который называется гравитационным линзированием, позволил построить трехмерную карту так называемых «гравитационных колодцев» — областей искривления пространства-времени, создаваемых силой притяжения крупных объектов. Такие измерения в разные временные периоды показали необычную закономерность: хотя в далеком прошлом эти колодцы соответствовали прогнозам Эйнштейна, ближе к нашему времени они стали выглядеть иначе.
Руководитель исследования, астрофизик Исаак Тутусаус из Университета Тулузы, пояснил, что результаты демонстрируют ключевую аномалию, начиная с периода, когда вселенная начала ускоряться, примерно 5 миллиардов лет назад. «Мы наблюдаем, что гравитационные колодцы, существовавшие 6−7 миллиардов лет назад, соответствуют теории Эйнштейна, — говорит Тутусаус. — Но на более позднем этапе, около 3,5−5 миллиардов лет назад, эти колодцы становятся чуть более мелкими, чем предсказывает теория».
Такое отклонение в космической истории может быть связано с загадочным явлением — темной энергией. Как считаю ученые, она заставляет Вселенную расширяться с ускорением. Впервые обнаруженная в конце 1990-х годов, энергия долгое время не поддавалась объяснениям. Но данное исследование позволяет предположить, что ее природа связана с особенностями гравитации на больших расстояниях, где уравнения Эйнштейна могут переставать работать.
Несмотря на важность результатов, ученые подчеркивают, что для окончательных выводов требуется больше данных и более высокая точность измерений. Настасия Гримм, один из исследователей проекта из Университета Женевы, отмечает, что найденная несовместимость имеет уровень 3 сигмы, что в физике означает возможное отклонение от нормы, но недостаточное для опровержения теории. «Чтобы поставить под сомнение теорию Эйнштейна, нам нужно достигнуть отметки в 5 сигм. Важен следующий этап: уточнить данные и провести более точные измерения, чтобы подтвердить или опровергнуть нынешние выводы», — объясняет Гримм.
Следующий важный шаг для проверки гипотезы — запуск космического телескопа Euclid, который сделает еще более детализированную карту Вселенной и выявит точные характеристики «гравитационных колодцев». С его помощью исследователи смогут увидеть, сохраняется ли эта аномалия на более высоком уровне детализации. Если результаты подтвердятся, это откроет путь к созданию новых теорий гравитации, которые будут учитывать свойства вселенной на ее самых больших масштабах.
Выводы исследователей остаются предположительными. Но они подчеркивают: если удастся подтвердить, что гравитация на космических масштабах работает иначе, чем предполагалось, это приведет к серьезному пересмотру наших научных представлений. В ожидании новых данных изучили другой космический феномен — как черная дыра медленно «пожирает» звезду.