Дуэт года: Эйлер и Эйнштейн встретились, чтобы проверить свои теории на новых загадках Вселенной

Команда ученых из Университета Женевы разработала первый метод совместного тестирования теорий Эйнштейна и Эйлера об ускоряющемся расширении Вселенной и темной материи.

Открытия Леонарда Эйлера (1707–1783) и Альберта Эйнштейна (1879–1955) являются базовыми для науки нашего времени. Эйлер, благодаря своему знаменитому уравнению, дал ученым мощный инструмент расчета движения объектов в космосе. Эйнштейн продемонстрировал своей теорией общей относительности, что Вселенная не является статическим фреймворком: она может быть искажена кластерами звезд и галактиками.

При этом специалисты до сих пор не могут ответить на вопрос: подчиняются ли ускорение расширения и темная материя известным уравнениям. Темную материю, например, считают ответственной за 85% всей материи в космосе, поэтому дальнейшие исследования чрезвычайно важны.

Сотрудники университета разработали метод, который учитывает ранее не используемую величину — искажение времени. Результаты проекта опубликованы в журнале Nature Astronomy. «Проблема в том, что известные космологические данные не позволяют нам отличить теорию, которая опровергает учение Эйнштейна, от теории, опровергающей уравнение Эйлера. Мы демонстрируем это в нашем исследовании. Мы также предоставляем математический метод решения вопроса», — объясняет Камиль Бонвен, доцент кафедры теоретической физики факультета наук UNIGE.

Если искажение времени не равно сумме времени и пространства (т. е. результату, произведенному теорией общей относительности), это означает, что модель Эйнштейна не работает. Если искажение времени не соответствует скорости галактик, рассчитанной с помощью уравнения Эйлера, значит, последнее недействительно. «Мы хотим узнать, существуют ли во Вселенной иные процессы или вещества, которые нарушат обе теории», — объясняет Левон Погосян, профессор кафедры физики в Университете Саймон Фрейзер, соавтор исследования.

Результаты проекта внесут существенный вклад в несколько миссий. К ним, например, относится запуск космического телескопа EUCLID, запланированный на июль этого года Европейским космическим агентством (ESA) в сотрудничестве с UNIGE. Еще одна разработка — прибор для спектроскопического изучения темной энергии (DESI), который начал свою 5-летнюю миссию в 2021 году в Аризоне. Существует также международный проект гигантского радиотелескопа SKA (Square Kilometre Array) в Южной Африке и Австралии, который начнет наблюдения в 2028/29 годах.

«Наш метод будет интегрирован в разные миссии. Мы уже сотрудничаем с DESI благодаря этому исследованию», — говорит Камиль Бонвен. Команда успешно протестировала свою модель на синтетических каталогах галактик. Следующим этапом планируют изучить первые данные DESI, определить препятствия и минимизировать систематические особенности.