Телескопы проверили общую теорию относительности Эйнштейна вне Млечного Пути

Фото: open-dubna.ru

На Очень большом телескопе ESO в Чили и Космическом телескопе Хаббла NASA/ESA, астрономы выполнили самую точную на сегодняшний день проверку общей теориии относительности Эйнштейна вне Млечного пути.

Близлежащая галактика ESO 325-G004, действуя как сильная гравитационная линза, искривляет свет, идущий от расположенной за ней далекой галактики, и образует так называемое кольцо Эйнштейна. Сравнение массы галактики ESO 325-G004 с кривизной пространства вокруг нее показывает, что силы гравитации действуют в точном соответствии с предсказаниями общей теории относительности. Этот тест позволяет отбросить некоторые альтернативные теории тяготения.

При помощи приемника  MUSE  на телескопе ESO  VLT  группа иследователей под руководством Томаса Коллетта (Thomas Collett) из Портсмутсткого университета в Великобритании впервые вычислила массу объекта ESO 325-G004, измерив движения звезд внутри этой близкой к нам  эллиптической галактики.

Томас Коллетт объясняет: “На основе данных, полученных с Очень большим телескопом в Чили, мы измерили скорости движений звезд в  ESO  325-G004, и это позволило нам оценить массу галактики”.

Но ученые смогли также измерить и другой аспект действия гравитационных сил. При помощи  Космического телескопа Хаббла NASA/ESA  они выполнили наблюдения кольца Эйнштейна, образующегося вследствие искривления лучей света, идущих от далекой фоновой галактики, массой ESO 325-G004. Наблюдения этого оптического эффекта позволили астрономам измерить степень искажения световых лучей, а следовательно и  пространства-времени, гигантской массой ESO 325-G004.

Общая теория относительности  Эйнштейна предсказывает, что тела деформируют пространство-время вокруг себя, что и приводит к отклонению лучей света. Это явление называется  гравитационным линзированием. Наблюдаться этот эффект может лишь у очень массивных объектов. Известно несколько сот сильных гравитационных линз, но большинство их слишком далеки от нас, чтобы можно было бы точно измерить их массу. Галактика ESO 325-G004 – одна из ближайших гравитационных линз, она находится всего в 450 миллионах световых лет от Земли.

“Мы знаем массу искривляющей пространство  галактики из данных, полученных на  MUSE,  – продолжает Коллетт. – И мы измерили величину  гравитационного линзирования при помощи телескопа Хаббла.  Затем мы сравнили эти измерения силы  гравитации  –  и результат оказался в точности таким, как предсказывает общая теория относительности,  с неопределенностью всего  9  процентов.  Это самая точная проверка общей  теорииотносительности  вне пределов Млечного Пути на сегодня.  И  это  удалось  сделать,  используя  наблюдения  всего одной  галактики!”

В 1998 году было обнаружено, что Вселенная расширяется все быстрее и быстрее. Это неожиденное открытие нельзя объяснить иначе, чем если предположить, что Вселенная в основном состоит из некоей экзотической субстанции, называемой  темной энергией. Однако, такая интерпретация исходит из того, что общая теория относительности является верной теорией гравитации в космологических масштабах. Общая теория относительности уже проходила проверку с очень высокой степенью точности в масштабе Солнечной системы, а в некоторых исследованиях использовались наблюдения звезд в центре Млечного Пути, но до сих пор не было проведено точных экспериментов по тестированию ее на больших астрономических масштабах. Проверка крупномасштабных свойств тяготения жизненно важна для подтверждения  современной космологической модели строения Вселенной в целом.

Полученные результаты могут иметь важное значение для моделей гравитации,  альтернативных по отношению к общей теории относительности, моделей, которые также пытаются объяснить  ускоренное расширение  Вселенной. Эти альтернативные теории предсказывают, что влияние гравитации на кривизну пространства-времени зависит от масштаба, то есть, что силы гравитации в космологических масштабах ведут себя не так, как на меньших масштабах, например, в Солнечной системе. Результаты, полученные Коллеттом и его групппой, показывают, что это вряд ли верно – если только эти различия не начинают проявляться на масштабах, превышающих 6000 световых лет.

“Вселенная устроена поразительно – в ней самой есть линзы, которые мы можем использовать как лаборатории”, -- говорит член исследовательской группы Боб Никол (Bob Nichol) из Портсмутского университета. “Мы использовали лучшие телескопы в мире, чтобы бросить вызов Эйнштейну, а в результате только подтвердили его правоту – и это великолепно”.

Результаты исследования представлены в статье “A precise extragalactic test of General Relativity”, Collett и др., которая публикуется в журнале  Science.

Справка

О расширении Вселенной стало известно в 1929 году, но только в 1998 г. две группы астрономов показали, что Вселенная расширяется быстрее, чем она расширялась в прошлом. Это удивительное открытие удостоено  Нобелевской премии по физике 2011  года, и с тех пор продолжает оказывать огромное влияние на наше понимание строения Вселенной.

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, намного обгоняющая по продуктивности другие наземные астрономические обсерватории мира. В ее работе участвуют 15 стран: Австрия, Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO, и Австралия, являющаяся ее стратегическим партнером. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономии. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), способный работать в формате Очень Большого Телескопа-Интерферометра VLTI, и два крупнейших широкоугольных телескопа: VISTA, выполняющий обзоры неба в инфракрасных лучах, и обзорный телескоп оптического диапазона VLT (VLT Survey Telescope). ESO также является одним из основных партнеров по эксплуатации двух инструментов субмиллиметрового диапазона на плато Чахнантор: телескопа APEX и крупнейшего астрономического проекта современности ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство 39-метрового Чрезвычайно Большого Телескопа ELT, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Эта схема показывает, как свет от удаленной галактики искажается вследствие влияния тяготения более близкой к нам галактики, действующей наподобие линзы, которая строит искаженное, но более яркое изображение удаленного источника. При этом образуются характерные световые кольца, известные как кольца Эйнштейна. Анализ искажений показывает, что некоторые из удаленных галактик со звездообразованием в них имеют светимость до 40 триллионов Солнц, а гравитационные линзы увеличивают их до 22 раз.

Автор: Super User
 
По теме
В Клинском Доме детского творчества проходит вторая лагерная смена - Серп и Молот Муниципальное учреждение дополнительного образования «Дом детского творчества» в период летних школьных каникул традиционно выступает площадкой для развертывания оздоровительного лагеря дневного пребывания.
15.07.2018
Распорядок выпускного дня   15 июля (воскресенье) 7.00       Подъем 7.30       Литургия.
15.07.2018
 
«Все будет в шоколаде» - Газета Факт 14 июля сотрудники Городской библиотеки № 6 Балашихи провели конкурсную программу «Все будет в шоколаде» с ребятами из летнего лагеря дневного пребывания «Заряночка».
14.07.2018
 
В Химках достраивают ФОК с залом для единоборств - РТВ-Подмосковье Комплекс готов на 80%, его планируют открыть до конца года В химкинском микрорайоне Подрезково идёт строительство физкультурно-оздоровительного комплекса с различными секциями, тренажёрными залами и залом для занятия единоборствами,
14.07.2018
В Клинском Доме детского творчества проходит вторая лагерная смена - Серп и Молот Муниципальное учреждение дополнительного образования «Дом детского творчества» в период летних школьных каникул традиционно выступает площадкой для развертывания оздоровительного лагеря дневного пребывания.
15.07.2018 Серп и Молот
Распорядок выпускного дня   15 июля (воскресенье) 7.00       Подъем 7.30       Литургия.
15.07.2018 Духовная академия
14 июля сотрудники Городской библиотеки № 6 Балашихи провели конкурсную программу «Все будет в шоколаде» с ребятами из летнего лагеря дневного пребывания «Заряночка».
14.07.2018 Газета Факт
Детскую оздоровительную площадку будут посещать около 40 детей Ольга Якимова Сегодня, 14 июля, стартовала вторая смена на детской оздоровительной площадке  в поселке Мишеронский на базе подросткового клуба «Олимп».
14.07.2018 Ленинская Шатура
Житель Рузы изнасиловал пятилетнюю девочку - РТВ-Подмосковье Подозреваемого арестовали, ранее его судили за кражи В подмосковной Рузе местный житель изнасиловал пятилетнюю девочку, сообщили в ГСУ СК РФ по Московской области.
15.07.2018 РТВ-Подмосковье
Турнир по дворовому футболу состоялся в Люберцах - Люберецкая панорама ЛЮБЕРЦЫ. 15 июля. INLUBERTSY.RU – Турнир по дворовому футболу «Кожаный мяч» прошел 14 июля на севере Люберец, сообщает Люберецкое информагентство со ссылкой на Спорткомитет округа.
15.07.2018 Люберецкая панорама
Согласно новому закону, за неисполнение постановлений или предписаний комиссии по делам несовершеннолетних будут штрафовать на суммы до 50 тысяч рублей.
14.07.2018 Газета Вперёд
В подмосковных Химках прошел открытый фестиваль «Танцующий город», который посвящен Чемпионату Мира по футболу, проходящему в этом году в России.
15.07.2018 Администрация г. Химки
Афиша культурных событий в городском округе Орехово-Зуево на следующую неделю - Орехово-Зуевская правда Какие культурные мероприятия пройдут на территории Орехово-Зуева и округа с 16 по 22 июля 2018 года сообщается на сайте администрации городского округа МУК "Орехово-Зуевский городской историко-краеведческий музей" (Кл
15.07.2018 Орехово-Зуевская правда
Все краски июля в нашем городе - в объективе туриста, запечатлевшего улицы и дома Орехово-Зуева Дарья Клубничкина Привычные нам места, переданные свежим взглядом впервые побывавшего в Орехово-Зуеве туриста.
15.07.2018 Орехово-Зуевская правда
В КВК «Знаменское-Губайлово» 16 июля состоится литературно-музыкальная гостиная концерт памяти одного из известнейших поэтов второй половины XX века Андрея Дементьева.
15.07.2018 Красногорские вести
Вот и завершился ЧМ-2018, устроителем которого на этот раз была Россия. В финальном матче в Лужниках сборная Франции победила сборную Хорватии и стала Чемпионом мира.
15.07.2018 KrasnogorskOnline.Ru
Подколёсная каша - Газета Вперёд Промчавшаяся неделя кроме опять же спортивных драм запомнилась и другими новостями с общей тематикой — автомобильной: тут и новые штрафы, введённые с 1 июля, и возможность фиксировать алкогольное опьянение по анализу крови,
15.07.2018 Газета Вперёд
В подмосковных Химках прошел открытый фестиваль «Танцующий город», который посвящен Чемпионату Мира по футболу, проходящему в этом году в России.
15.07.2018 Администрация г. Химки
Более 2200 раз психологи Системы-112 Московской области подключались к общению с заявителями с начала 2018 года - Администрация г. Лыткарино Как сообщил заместитель Председателя Правительства Московской области Дмитрий Пестов, с начала 2018 года операторы-психологи областной Системы-112 подключались к общению с заявителями более 2,2 тысяч раз.
15.07.2018 Администрация г. Лыткарино
Главгосстройнадзором Московской области во время проверки строительства жилого дома, входящего в состав группы многоэтажных домов «Квартал-Центр», расположенного на ул.
14.07.2018 Новые рубежи