Физики уточнили скорость гравитации

Последствия слияния нейтронных звезд, зафиксированного обсерваториями в сентябре, еще отражаются на научном сообществе. Недавно команда физиков смогла с помощью полученных в результате этого события данных установить с большой точностью то, что Эйнштейн предсказал в общей теории относительности: предельная скорость гравитации равна скорости света.

«Скорость гравитации, как скорость света, одна из фундаментальных констант Вселенной, — говорит Нил Корниш из Университета штата Монтана. — До появления гравитационных волн у нас не было способа прямого измерения скорости гравитации».

Нейтронные звезды, будучи в десятки раз более массивными объектами, находящимися на расстоянии в тысячи световых лет друг от друга, в последний момент перед столкновением создают гравитационные волны, расходящиеся по Вселенной. Когда они дошли до нас, они стали в десятки тысяч раз меньше протона и снизили скорость до одной пятой секунды. Сравнив полученные несколькими обсерваториями данные, ученые смогли получить представление об общей скорости волны.

В опубликованной в журнале Physical Review Letters статье Корниш и его коллеги из ЦЕРН и Университета Берна (Швейцария) объединили данные по трем гравитационным волнам, зафиксированным обсерваториями LIGO и Virgo, и смогли уточнить скорость гравитации: она составляет приблизительно 45% от скорости света.

Несколько столетий назад Исаак Ньютон предположил, что скорость гравитации является бесконечно большой.

Однако ОТО ограничивает ее скоростью света.

Всего через пару дней после выхода этой статьи появилась еще одна, в журнале The Astrophysical Journal Letters, написанная сотрудниками обсерваторий LIGO и Virgo. Они смогли снизить разницу между скоростью гравитации и скоростью света до диапазона между −3×10-15 и 7×10-16 от скорости света. Такой значительный сдвиг в точности объясняется тем, что нейтронная звезда испускает не только гравитационные волны, но и электромагнитное излучение в виде гамма-лучей. Одновременная эмиссия гравитационных волн и света из одного источника позволила ученым намного точнее установить скорость гравитации, пишет Science Alert.

Эти данные доказывают верность общей теории относительности и позволяют отказаться от альтернативных. «Многие альтернативные теории гравитации, в частности, те, которые объясняли расширение Вселенной, предсказывают, что скорость гравитации отличается от скорости света, — говорит Корниш. — Некоторые из них уже признаны неверными, тем самым ограничивая возможности для заметного изменения теории Эйнштейна. Из-за этого темная энергия становится более вероятным объяснением расширения Вселенной».

Альтернативное объяснения расширения Вселенной предлагают, в частности, физики под руководством Габора Ракца из Будапештского университета. Они предположили, что обычная и темная материи заполняют вселенную пенообразной структурой, где галактики расположены на тонких стенках пузырей и образуют сверхскопления. Внутренности пузырей, напротив, почти пустые, в них отсутствует какая бы то ни было материя.