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
Чешская делегация - Газета Встреча В двадцатых числах октября Объединенный институт ядерных исследований с ознакомительным визитом посетила чешская делегация.
15.11.2018
Хозяйкой сессий Финансового комитета и Комитета полномочных представителей правительств государств-членов ОИЯИ станет столица Румынии Бухарест,
15.11.2018
Лучший кондитер области - из Дубны! - Газета Встреча 30 октября состоялся Московский областной чемпионат «Абилимпикс-2018», в котором Аграрно-технологический техникум «Дубна» по компетенции «Кондитерское дело» представлял студент 3 курса Евгений Цуриков.
15.11.2018
 
Девятиклассники школы № 1 Подольска прошли пробное собеседование по русскому языку - Администрация г.Подольск 35 девятиклассников школы № 1 Подольска прошли пробное итоговое собеседование по русскому языку – это испытание планируют сделать обязательным для допуска к ГИА-9.
14.11.2018
Раздельный сбор мусора - Правительство Московской области Источник: РИАМО , Ксения Корнеева Урок по раздельному сбору мусора провели для учеников одной из школ в микрорайоне Дзержинского в Балашихе, сообщает пресс-служба администрации муниципалитета.
14.11.2018
 
Лучший кондитер области - из Дубны! - Газета Встреча 30 октября состоялся Московский областной чемпионат «Абилимпикс-2018», в котором Аграрно-технологический техникум «Дубна» по компетенции «Кондитерское дело» представлял студент 3 курса Евгений Цуриков.
15.11.2018 Газета Встреча
Чешская делегация - Газета Встреча В двадцатых числах октября Объединенный институт ядерных исследований с ознакомительным визитом посетила чешская делегация.
15.11.2018 Газета Встреча
65-летие Центральной детской библиотеки отметили 12 ноября в Балашихе. Более 70 человек участвовало в праздничном вечере, который назывался «Юбилейный калейдоскоп».
13.11.2018 Газета Факт
Спокойный, размеренный день гимназистов был прерван сигналом тревоги. И несмотря на то, что бомбу заложили условно, все ребята успели эвакуироваться, и экстренные службы приехали вовремя.
13.11.2018 Пущинская среда
В «Ленте» сработала пожарная сигнализация - Истринские ВСети Сегодня в 9 часов утра в торговом зале гипермаркета сработала пожарная тревога По громкоговорителям, расположенным в зале, была объявлена эвакуация посетителей и сотрудников магазина.
14.11.2018 Истринские ВСети
Вчерашней ночью в Высоковске произошел пожар в одной из бывших казарм. Загорелась квартира на третьем этаже в доме по адресу Ленина, 6, в которой проживала женщина с тремя несовершеннолетними детьми.
14.11.2018 Серп и Молот
Выставка картин - Правительство Московской области Источник: © , Лыткаринское информационное агентство Рузскому краеведческому музею передадут нежилое помещение в поселке Тучково, там будут оборудованы дополнительные выставочные залы,
14.11.2018 Правительство Московской области
Великие имена России - Щёлковский район Выбрать имена выдающихся соотечественников, которые дополнят названия аэропортов Домодедово и Шереметьево, можно до 30 ноября.
14.11.2018 Щёлковский район
На основе 50-процентного софинансирования в 2019 — 2023 годах для домов культуры и школ искусств Подмосковья, в том числе ДШИ имени Якова Флиера в Орехово-Зуеве, планируют закупить около 3,5 тысячи баянов, фортепиано,
14.11.2018 Орехово-Зуевская правда
В 2017 году исполнилось 120 лет Русского Дома им. Бородиной в южно-тирольском городе Мерано, Италия Все началось с того, что дочь надворного советника Надежда Ивановна Бородина лечилась от чахотки в Мерано.
14.11.2018 Подольский рабочий
Посвятить целых два дня Подмосковным красотам, истории любимой страны и красивейшим достопримечательностям, зарядиться бодростью и надышаться свежим воздухом,
14.11.2018 Копейка
1 - ФК Химки Сегодня вечером в матче 22-го тура Олимп-ФНЛ красно-черные на выезде встречались с курским «Авангардом».
15.11.2018 ФК Химки
Работы по установке автопавильонов на остановках в Городском округе Подольск завершатся до 30 ноября - Администрация г.Подольск О проводимой работе по замене остановочных павильонов на территории Городского округа Подольск рассказал на оперативном совещании, состоявшемся в администрации 14 ноября,
14.11.2018 Администрация г.Подольск
Планируя тренировать своих детей, сотрудники одного из производственных предприятий Балашихи заручились поддержкой состоявшихся спортсменов и оборудовали настоящий футбольный зал в помещении владения 13 Проектной улицы м
14.11.2018 Газета Факт
Житель Нестерова Денис Курмей несколько лет назад увлекся пауэрлифтингом и добился впечатляющих результатов – стал мастером спорта, рекордсменом России,
14.11.2018 Красное знамя
Минмособлимущество согласовало предоставление земельных участков школам и детским садам - Дмитровский вестник Минмособлимущество продолжает работу по согласованию предоставления земельных участков для благоустройства существующих и строительства новых детских садов и школ в муниципалитетах Подмосковья.
14.11.2018 Дмитровский вестник