Сегодня 13 октября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → эйнштейн

Общая теория относительности прошла самое сложное испытание за свою историю и осталась непоколебимой

Эйнштейн окончательно сформулировал осенью 1915 года свои уравнения о связи материи, пространства и времени. С тех пор учёные провели немало наблюдений, пытаясь либо доказать, либо опровергнуть их применимость к нашей Вселенной. Наука ко всему относится со скепсисом, и это двигает её вперёд. Если однажды окажется, что Эйнштейн в чём-то ошибался, то это станет возможностью открыть новую физику, но пока это никому не удалось.

 Моделирование космической паутины — нитей и скоплений тёмной материи, собирающие галактики вместе.Источник изображения: TNG

Моделирование космической паутины — нитей и скоплений тёмной материи, собирающие галактики вместе. Источник изображения: TNG

Строго говоря, уравнения Эйнштейна применительно к нашей Вселенной решил российский и советский учёный Александр Фридман в 1922 году. Потому нашу Вселенную можно справедливо называть «фридмановской». Она «пылевая» и нестатичная, что означает равномерное распределение материи (любая звезда или даже галактика на её масштабе будет выглядеть пылинкой) и расширение с ускорением. Сам Эйнштейн не предполагал, что такое возможно. Когда он выводил свои уравнения, никто, включая его самого, не знал о тёмной материи, тёмной энергии, чёрных дырах и других феноменах. Однако всё это нашло отражение в решениях его уравнений. Учёные продолжают пытаться найти в них изъяны, но пока безуспешно.

Сегодня уравнения Эйнштейна и его Общая теория относительности подверглись самому суровому испытанию за всё время. Учёные проанализировали первый год работы прибора DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) собирающего данные с 2019 года о галактиках и квазарах примерно с 3 млрд лет после Большого взрыва. Первый обзор по проекту был опубликован в апреле 2024 года. Сейчас ведётся подготовка обзора за первые три года работы прибора, а всего предусмотрено пять лет наблюдений. Полученные данные позволяют дать точную оценку скорости формирования галактик на глубину до 11 миллиардов лет назад. Это даёт учёным динамическую карту распределения масс по Вселенной, которое также можно рассчитать по уравнениям Эйнштейна.

На днях на сайте препринтов arXiv опубликованы три новые работы, отправленные на рецензирование, в которых даётся оценка выводов из Общей теории относительности в соответствии с распределением 6 млн галактик за 11 млрд лет истории Вселенной, полученных из годичного обзора DESI. Значимых расхождений в распределении масс между наблюдениями и расчётами по Эйнштейну нет.

Также новые выводы учёных позволили ограничить по верхнему пределу массу нейтрино и закрыть некоторые из альтернативной теории гравитации. Эйнштейн по-прежнему прав в определении точной зависимости между материей, пространством и временем. Вселенные не выбирают. Нам досталась такая: с абсолютной скоростью света, с ускоренным расширением и одинаковым пространством по всем направлениям.

Учёные снова пытаются опровергнуть уравнения Эйнштейна, описывающие Вселенную — пока вышло на «троечку»

Франко-швейцарская группа учёных попыталась на фактическом материале проверить верность уравнений Эйнштейна, описывающих Вселенную. Для этого они воспользовались данными обзора Dark Energy Survey за первые три года наблюдений. Анализ влияния 100 млн галактик на пространство-время дал отклонения от предсказаний Эйнштейна на 3 сигма, чего недостаточно для открытия, но хватило для зарождения сомнений в верности уравнений великого учёного.

 Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

Как предсказал в 1915 году Эйнштейн, гравитация — это нечто большее, чем сила всеобщего тяготения, о чём говорил Ньютон и его законы. В 1919 году в ходе прямого измерения отклонения света звёзд Солнцем (его гравитацией) уравнения Эйнштейна были подтверждены наблюдением. С тех пор только ленивые учёные не пытаются опровергнуть Альберта Эйнштейна, который ввёл в метрику гравитации искажение не только пространства, но и времени. Пока уравнения Эйнштейна, являющиеся частью Общей теории относительности, остаются незыблемыми.

Исследователи из университетов Женевы (UNIGE) и Тулузы (III университет имени Поля Сабатье) воспользовались первыми данными обзора Dark Energy Survey, чтобы проверить уравнения Эйнштейна с помощью наблюдений за 100 млн галактик. Данные получены по объектам на удалении 3,5, 5, 6 и 7 млрд лет назад. По словам учёных, это первый анализ данных о влиянии масс галактик одновременно на пространство и время.

Согласно теории Эйнштейна, материя создаёт искривление пространства-времени тем больше, чем больше масса. Обычно это иллюстрируют помещением тяжёлого шара на эластичную поверхность, которую тот продавливает тем сильнее, чем он тяжелее — это принято называть гравитационными колодцами. Следует лишь помнить, что материя искажает пространство во всех направлениях в трёх измерениях, поэтому колодец на самом деле — это, скорее, шар или шарообразный объём в пространстве-времени. Но это детали. Из уравнений Эйнштейна можно рассчитать, насколько свет преломится — произойдёт гравитационное линзирование, когда он минует скопления масс. И если в этих расчётах появится отклонение от наблюдаемых, то Вселенная может оказаться совсем не такой или не везде такой, как предсказывал Эйнштейн.

Из данных Dark Energy Survey учёные вывели, что на удалении 6 и 7 млрд лет от нас уравнения Эйнштейна, можно сказать, безупречны. На удалении 3,5 и 5 млрд лет от нас появились отклонения между наблюдениями и расчётами. Отклонения составили 3 сигма, тогда как значимым результатом принято считать отклонения в 5 сигма. По мнению исследователей, существенные отклонения результатов наблюдений от предсказаний заставляют усилить интенсивность работ на этом направлении. Отличия стали наблюдаться на этапе, когда Вселенная начала ускоренно расширяться. «Гравитационные колодцы» на этом отрезке стали мельче — гравитация стала слабее проявлять себя.

За ускоренное расширение Вселенной отвечает тёмная энергия — неизвестная субстанция или свойство Вселенной, а может быть, даже, гравитация, раз изменения начали наблюдаться в связи друг с другом. Уравнения Эйнштейна описывают нашу Вселенную (Вселенная Фридмана) и любые другие версии Вселенных. Обнаружение в них изъяна стало бы открытием огромного значения и помогло бы ответить на много вопросов об устройстве мироздания.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Пользователи ChatGPT снова могут удалять свои чаты безвозвратно 15 ч.
Арт-директор Halo покинул студию после 17 лет работы и намекнул на проблемы в команде разработчиков 17 ч.
Один из основателей ИИ-стартапа Thinking Machines переметнулся к Марку Цукербергу 19 ч.
Apple завершила поддержку своего бесплатного видеоредактора Clips 21 ч.
Новая статья: CloverPit — добро пожаловать в яму. Рецензия 12-10 00:07
Chrome сам будет блокировать уведомления с сайтов, которые пользователь игнорирует 11-10 14:40
ChatGPT прошёл стресс-тест на политическую предвзятость, но не безупречно 11-10 14:24
Telegram получил большое обновление: переписки в групповых звонках, комментарии к профилям и другие нововведения 11-10 11:57
Apple купит технологии компьютерного зрения и специалистов стартапа Prompt AI за «некоторую сумму» 11-10 11:01
На Apple подали в суд за обучение ИИ на пиратских копиях книг 11-10 08:06
Вложи $5 млн — получи $75 млн: NVIDIA похвасталась новыми рекордами в комплексном бенчмарке InferenceMAX v1 3 ч.
Новая статья: Обзор материнской платы MSI MPG B850I Edge Ti WiFi: не называй меня малышкой 3 ч.
Арест за арестом: причиной возгорания в правительственном ЦОД Южной Кореи могло стать не отключенное вовремя резервное питание 12 ч.
Graphcore, спасённая SoftBank, воспрянула духом — штат в Великобритании удвоится, а в разработку в Индии инвестируют $1 млрд 12 ч.
В наши дни все высокопроизводительные вычисления связаны с ИИ, как считает глава AMD Лиза Су 19 ч.
Производство чипов в наши дни требует атомарной точности, как утверждает Applied Materials 20 ч.
Xiaomi выпустила эргономичную беспроводную мышь Wireless Mouse 3 с тихими клавишами за $15 21 ч.
Обострение между США и Китаем грозит серьёзным ударом по мировой индустрии чипов 21 ч.
Кембриджский университет запустил проект по спасению данных со старых дискет 12-10 00:31
Китай грозит отправить США в рецессию — новые санкции на редкоземельные металлы ударят по ИИ 11-10 23:34