Ученые создали первое в истории моделирование процесса слияния двойных нейтронных звезд. Это поможет понять, как ведет себя темная материя.
Моделирование поможет проверить теории, которые выходят за рамки общей теории относительности, например, воспроизводят поведение темной энергии. Это позволит сравнить теорию Эйнштейна и ее измененные версии, а при наличии достаточно точных данных может разгадать тайну темной энергии.
Вот уже около 100 лет общая теория относительности хорошо описывает гравитацию в различных режимах. Но чтобы объяснить, например, ускоренное расширение Вселенной, необходимо ввести в теорию некоторые коррективы — учесть такие компоненты, как темная материя и темная энергия, которые все еще остаются загадкой.
Энрико Барауссе, астрофизик из SISSA (Международная высшая школа исследований Аванзати) и главный исследователь гранта ERC GRAMS (Гравитация от астрофизических до микроскопических масштабов), задается вопросом, реальна ли темная энергия или это нарушение в том, как мы понимает гравитацию.
Существование темной энергии может быть просто иллюзией. Ускоренное расширение Вселенной может быть вызвано некоторыми еще неизвестными модификациями общей теории относительности, своего рода «темной гравитацией».
Энрико Барауссе, астрофизик SISSA
Слияние нейтронных звезд — это уникальная ситуация, которая позволяет проверить эту гипотезу, так как гравитация вокруг них находится в экстремальном состоянии.
Нейтронные звезды — это самые плотные из существующих звезд, их радиус обычно до 10 км, но масса в один или два раза превышает массу Солнца. Это делает гравитацию и пространство-время вокруг них экстремальными. Происходит активная генерация гравитационных волн, когда две из них сталкиваются. Мы можем использовать данные, полученные во время таких событий, для изучения работы гравитации и проверки теории Эйнштейна.
Энрико Барауссе, астрофизик SISSA
Благодаря этим моделированиям исследователи наконец-то смогли сравнить общую теорию относительности и модифицированную гравитацию.
Удивительно, но мы обнаружили, что гипотеза «темной гравитации» так же хорошо подходит, как и общая теория относительности, чтобы объяснить процесс столкновения двойных нейтронных звезд. Действительно, различия между двумя теориями в этих системах довольно тонкие, но их можно найти с помощью гравитационного интерферометра следующего поколения, например, телескопа Эйнштейна в Европе. Это поможет использовать гравитационные волны, чтобы отличить темную материю и «темную гравитацию».
Энрико Барауссе, астрофизик SISSA
Авторы отмечают, что их открытие поможет использовать гравитационные волны, чтобы отличить темную материю и «темную гравитацию».
Читать далее
Самое большое генеалогическое древо человечества показало историю нашего вида
Разработано экологически чистое топливо на основе диоксида углерода