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
Субсидии на улучшение жилищных условий по соципотеке получат 138 молодых ученых Подмосковья - Правительство Московской области Источник: Министерство строительного комплекса Московской области В рамках «Социальной ипотеки» 138 молодых ученых и уникальных специалистов Московской области получат субсидии на улучшение жилищных условий,
21.09.2018
 
Итоги конкурса #ВместеЯрче подвели в серебрянопрудском ДДТ - Серебряно-Прудский вестник В серебрянопрудском Доме детского творчества подвели итоги конкурса творческих, проектных и исследовательских работ учащихся #ВместеЯрче, целью которого являлось повышение познавательного интереса детей к теме энергосбережения,
21.09.2018
В программу «Дороги Победы» вошли 5 новых музеев Московской области - Новые рубежи 21 сентября в полдень на Манежной площади у памятника Георгию Жукову в Москве состоится торжественная церемония открытия 20 новых маршрутов Всероссийской патриотической программы «Дороги Победы.
21.09.2018
 
Ученые из России разгадали загадку кристаллической структуры калаверита - МФТИ Ученые из России и Германии объяснили загадки кристаллической структуры минерала –калаверита, а также предсказали возможность существования нового, ранее неизвестного химикам соединения золота.
21.09.2018
Новый дом культуры откроется в микрорайоне Подольска 23 сентября - Подольский рабочий Новый дом культуры в поселке Быково откроется в микрорайоне Стрелковский в Подольске 23 сентября ТО «Стрелковский» Новый дом культуры в поселке Быково откроется в микрорайоне Стрелковский в Подольске 23 сентября,
21.09.2018 Подольский рабочий
До 1 октября в Одинцовском районе будут проверены все детские площадки - Новые рубежи Соответствующее поручение дал глава района в ходе еженедельного совещания Исполнение требований государственного административно технического надзора Московской области по содержанию детских площадок в Одинцовском рай
20.09.2018 Новые рубежи
Невозможно представить жизнь города, известного всему миру благодаря народному промыслу, без художественной школы, а между тем сравнительно недавно её открытие было лишь в мечтах.
20.09.2018 Павлово-Посадские известия
В конференц-­зале Лаборатории информационных технологий ОИЯИ 10 сентября стартовала VIII международная конференция «Распределенные вычисления и Grid­технологии в науке и образовании» и продлилась до 14 сентября.
20.09.2018 Газета Встреча
Незаметно пролетело теплое  солнечное лето, и вот уже красавица осень вступает в свои права.
20.09.2018 Газета Встреча
Рейд «Ребенок-пассажир» прошел в Рузском округе - Красное знамя Пренебрежительное отношение водителей (среди которых часто встречаются сами родители) к использованию автокресел и детских удерживающих устройств - одна из основных причин гибели или увечий маленьких пассажиров.
20.09.2018 Красное знамя
Место рождения – Фрязино - Газета Ключ В октябре 2017 года во Фрязине закрылся родильный дом. Все будущие мамы за своими малышами теперь отправляются в Щёлковский перинатальный центр.
21.09.2018 Газета Ключ
Помогите опознать труп найденный в Рузском округе - Красное знамя Отдел уголовного розыска ОМВД по Рузскому округу устанавливает личность мужчины, обгоревший труп которого был найден 26 марта на обочине дороги вблизи садоводческого товарищества «Дружба» у деревни Макеиха.
21.09.2018 Красное знамя
Происшествие случилось в среду, 19 сентября. Как сообщили "Сергиевским ведомостям" в службе 112, вчера около пяти часов вечера дежурный принял сообщение о том, что 10-летний мальчик получил серьёзные травмы,
21.09.2018 Копейка
Чтобы пообщаться со звёздами, совсем необязательно караулить их у дверей дорогих ресторанов или нарушать закон, покупая их адреса.
21.09.2018 Газета Вперёд
Московский Губернский театр открыл новый сезон - Министерство культуры МО 20 сентября новый сезон Московского Губернского театра начался с традиционного открытого сбора труппы, на котором художественный руководитель театра народный артист России Сергей Безруков подвел итоги минувшего, 5-го,
21.09.2018 Министерство культуры МО
В Истре появится культурный центр Подмосковья - Общественная палата МО   В минувший четверг в МВК Московской области «Новый Иерусалим» под председательством заместителя министра культуры Московской области Надежды Жилкиной прошло совещание по реализации приоритетного проекта губернатора
21.09.2018 Общественная палата МО
21 сентября в полдень на Манежной площади у памятника Георгию Жукову в Москве состоится торжественная церемония открытия 20 новых маршрутов Всероссийской патриотической программы «Дороги Победы.
21.09.2018 Новые рубежи
Мобильный ФАП Одинцовской районной больницы - Правительство Московской области Источник: Пресс-служба Губернатора Московской области На этой неделе в Подмосковье в составе регионального правительства были введены новые должности.
21.09.2018 Правительство Московской области
23 сентября 2018 года стартует очередной запуск бесплатной образовательно-тренировочной программы «100-дневный воркаут» (Осень 2018), в котором примет участие свыше 5 000 человек с Московской области!
21.09.2018 Подольский рабочий
23сентября 2018 года стартует очередной запуск бесплатной образовательно-тренировочной программы « 100-дневный воркаут » ( Осень 2018), в которомпримет участие свыше 5 000 человек с Московской области !
21.09.2018 Красное знамя
Очередной запуск бесплатной образовательно-тренировочной программы «100-дневный воркаут» стартует в воскресенье, 23 сентября, участие в нем примет свыше 75000 человек со всего мира,
21.09.2018 Орехово-Зуевская правда
На сегодняшний день в парламенты всех субъектов Российской Федерации внесены законопроекты о сохранении региональных льгот для женщин, достигших 55 лет, и для мужчин 60 лет.
21.09.2018 ЗАТО Власиха
Уважаемые жители, сообщаем вам, что благодаря действиям, предпринятым Администрацией Дмитровского муниципального района в течение сегодняшнего дня МУП «РЕСУР-ДЕДЕНЕВО» запускает 2 Муниципальные котельные.
21.09.2018 Дмитровский район
Источник: Пресс-служба Губернатора Московской области На этой неделе в Подмосковье в составе регионального правительства были введены новые должности.
21.09.2018 Правительство Московской области