Работающая на космологическом уровне и популярная среди физиков теория гравитации плохо применима к реальному миру. Это выяснили, взяв в качестве проверочного материала черные дыры как реальный объект, младший научный сотрудник УрФУ кандидат физико-математических наук Дарья Третьякова и ее коллега из Токийского университета Кадзуфуми Такахаси. Свои рассуждения они представили в журнале Classical and Quantum Gravity. Об этом сообщается на сайте УрФУ.
«На сегодняшний день черные дыры признаются существующими, а не гипотетическими объектами. Полученный в 2015 году и отмеченный Нобелевской премией по физике 2017 года гравитационно-волновой сигнал еще раз подтвердил данный факт. Черные дыры существуют, и это является одним из доказательств того, что общая теория относительности (ОТО) верна», — рассказали авторы исследования.
Однако в современной физике накопилось немало предпосылок к пересмотру ОТО, например факт ускоренного расширения Вселенной, наличие темной материи и, наконец, невозможность прямого квантования гравитации. Физики-теоретики постоянно формулируют и предлагают расширенные теории гравитации, и эти модели надо проверять, сравнивать с наблюдениями, выдвигать критерии их истинности.
Один из простейших вариантов такой расширенной теории — предположение, что гравитационная постоянная (фундаментальная физическая величина, одинаковая во времени и во всех точках Вселенной) не константа, а поле, которое может меняться во времени и в пространстве. Ученые на современном уровне точности не могут измерить это медленно меняющееся поле и только поэтому воспринимают его как константу.
Если допустить верность этой гипотезы, то возникает гравитация со скалярным (заданным в каждой точке только одним числом) полем. Сегодня класс теорий гравитации со скалярным полем очень широк, они считаются одним из наиболее перспективных путей расширения ОТО.
В своей статье авторы работали с одной из теорий этого класса — так называемыми моделями Хорндески.
На космологическом уровне (масштаб, на котором Вселенную можно рассматривать как единый объект исследования) модели этого класса, обладающие симметрией относительно сдвига в пространстве и времени скалярного поля, хорошо зарекомендовали себя, позволяя описать ускоренно расширяющуюся Вселенную без привлечения дополнительных теорий. Авторы статьи установили, что черные дыры как реально существующие объекты в тех моделях, что ранее так успешно показали себя в космологии, оказываются нестабильными.
Следовательно, эти модели плохо пригодны для описания реальной Вселенной, ведь сегодня считается, что черные дыры существуют и представляют собой вполне стабильные объекты. Тем не менее ситуация поправима: ученые предложили способ построения моделей Хорндески, обеспечивающий стабильность черных дыр в рамках таких теорий.
Сделан новый шаг в построении новой теории гравитации, отвечающей всем требованиям современной физики. Теперь авторы планируют подвергнуть предложенные модели стандартным тестам: проверить их адекватность на космологическом и астрофизическом масштабе.
По информации https://stimul.online/news/teoriyu-gravitatsii-prishlos-podpravit/
Обозрение "Terra & Comp".
