Нужна ли нам новая теория гравитации?

9 727 просмотров
Об авторе

Гравитация

В конце 1990-х физики, к своему ужасу, обнаружили, что расширение Вселенной не замедляется, а ускоряется. Ничто в «стандартной модели космологии» не могло это объяснить, и поэтому был изобретен новый термин для описания того, что движет ускорением: темная энергия.

Мы понятия не имеем, что такое «темная энергия», но если она существует, то должна составлять порядка 70% энергии всей Вселенной. И было бы неслыханным просить добавить дополнительную компоненту такого плана в стандартную космологическую модель. Поэтому другое объяснение заключается в том, что мы используем неправильные уравнения — неправильные теории гравитации — для объяснения темпа расширения вселенной. Возможно, если бы мы описали их другими уравнениями, не пришлось бы впихивать это огромное количество дополнительной энергии.

Альтернативная гравитация могла бы решить проблему темной энергии. Общая теория относительности — наше лучшее описание гравитации на текущий момент, и она была хорошо проверена на небольших масштабах; на Земле и в Солнечной системе мы не видим абсолютно никаких отклонений от нее. Но когда мы переходим на очень большие расстояния, включенные в космологию, кажется, что мы нуждаемся в улучшениях. Это включает изменение длины шкалы на 16 порядков (в десять тысяч триллионов раз больше). Было бы поразительно, если бы одна теория могла покрыть этот огромный диапазон масштабов, и поэтому изменение теории гравитации кажется не такой уж и безумной идеей.

Одной из реальных проблем создания теорий гравитации является то, что вам нужно быть уверенным, что ваша теория будет иметь смысл на очень больших космологических масштабах, не прогнозируя смехотворные для Солнечной системы вещи, вроде спирального спуска Луны на Землю. Увы, эти прогнозы анализируются мало. Космологи склонны фокусироваться на космологических свойствах и даже не всегда проверяют, позволяет ли их теория стабильно существовать звездам и черным дырам. Потому что если нет, придется сразу от нее отказаться.

За последние десять лет сотни исследователей перебрали самые разные способы изменить гравитацию. Отчасти проблемой является то, что существует так много теорий, что для проверки каждой из них по отдельности потребовалась бы вечность. Тесса Бейкер из Оксфордского университета проделала много работы, пытаясь придумать унифицированное описание этих теорий. Если вы можете свести их всех к единому математическому формализму, все, что вам нужно сделать, это проверить одну вещь, и вы будете знать, что это значит для всех остальных теорий.

«В процессе составления этой карты мы обнаружили, что много теорий выглядят очень по-разному сначала, но на математическом уровне все движутся в одном направлении. Это навело меня на мысль, что люди застряли на одном методе мышления, когда разрабатывают эти гравитационные теории, и есть еще пространство для разворота.

Не так давно я перешла к разработке способов для проверки математики — ограничивая ее в данных. К примеру, мы можем использовать гравитационное линзирование. Если вы возьмете массивный объект вроде галактического скопления, свет от объектов за ним будет искривляться гравитацией скопления. Если вы измените теорию гравитации, вы измените процент искривления. Обычно мы пропускаем каждую частичку данных, которая оказывается в наших руках, для ограничения этих рамок и проверки того, что работает.

Конкретно в этот момент данные, которые у нас есть, недостаточно хороши, чтобы провести различия между разными гравитационными моделями. Поэтому мы делаем много прогнозов для астрофизических экспериментов нового поколения, чтобы выяснить, какие методы проверки теорий гравитации будут полезны в дальнейшем».

Нужна ли нам новая теория гравитации?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

14 комментариев

  1. Ce3apyc

    "Отчасти проблемой является то, что существует так много теорий, что для проверки каждой из них по отдельности потребовалась бы вечность."
    Не понятно, как количество теорий влияет на скорость проверки одной из них взятой в "отдельности".

  2. Castaneda

    А что если гравитацию вообще нельзя понять и загнать под какие-либо определения. Она просто есть и всё тут. Можно видеть её эффекты, измерять их, использовать в своих целях. А то уж слишком всё сложно, невообразимо сложно. Перечитал множество статей на тему гравитации, практически всё, кроме откровенно научных, где мне попросту ничего непонятно, вывод один: наука ничего не знает о гравитации вообще, я имею ввиду, как о явлении, хотя умеет здорово просчитывать и использовать её эффекты. Сколько уже десятилетий ученые бьются в эту стену? А эффекта ноль! Понятно, что очень сложно признать, что шли не туда и искали не там...да плюс ещё и потратили уйму денег на свои теории.

  3. botancik

    ну если для анализа (в нашей солнечной) зависит от солнца (модель пострления) то в космосе все зависит от черных планет так как у них нет времени (оно равно 0) то раЗкрутить маток ниток нам поможет сила притяжения а она зависит от скорости на которой та или инная черная планета крутится. а вот узнать это поможет кольцо вокруг (пустота) и соотношение перелома волны или света при проходе странно но там все инначе.
    1 найти темную планету
    2 узнать радиус пустоты
    (на 3д все будет куда проще) угол наклона черной вы увидите сразу,
    при сравнении с любой планетой у вас будет четкий результат какая гравитация.
    скорость черной вы узнаете после нахождения гравитации, так же (при сравнении с тем же обьектом)
    только вопрос зачем эта информация? если столько их в нете? примитивных как моя.....
    (это только мое представление- выглядит как 0грызок но всеже) (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  4. Zarb

    От щас Николай Михайлов обрадуется! :)

  5. VZH

    Мне импонирует гипотеза о том что гравитация, как единственная сила которая порождает сингулярности в виде черных дыр, и, как следствие, приводит к потере информации, является ни чем иным как отражением другого процесса - рождения информации в квантовых эффектах суперпозиции. Чувствуется тут какая-то глубинная связь, хотя между этими явлениями лежит пропасть.

  6. Ludvig.Eder

    Да ладно. Катющик давно уже про гравитацию все рассказал... (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  7. loijeje

    Вселенная в своём "фундаменте"опирается на идеальные принципы, которые невозможно вычислить,но возможно осознать.Мы пока эти принципы не осознали,но предположительно что в процессе разлёта вселенной возможно учавствует принцип относительности плотности из за которого пространство вселенной имеющее не нулевую плотность будет вечно расширятся в пределы более"пустые" но с учётом кривизны пространства, совешив вселенский круг, пространство возвращается в точку истока, но уже из пятого измерения.

  8. giperion12

    Конечно нужна, мы ведь так и не знаем толком что это такое. А разобравшись нормально, сможем сделать антигравитационный двигатель.

  9. botancik

    смотрю тему фильма легче восприняли и самое ужасное .... (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  10. AZM

    Гравитация это - одна из сторон более универсального механизма. Две другие, вернее одна сторона, проявляют себя в виде тёмной энергии и тёмной материи.
    Что верно в комментариях (CASTANEDA), так это то, что не там ищут. Виной тому догматизм релятивистов, возвёдших ТО в абсолют. Между тем сам АЭ догматиком не был. Для того времени и тех экспериментальных и наблюдательных данных эта теория имела новаторский и совершенно логичный характер.

    Первый, пока ещё не явный, но существенный удар по ТО был нанесён открытием Хаббла/Слайфера/Леметра, поставившим под вопрос изотропию вселенной. Кроме того, из закона Хаббла следовало, что галактики находящиеся от нас на расстоянии более 14 млрд световых лет удаляются со сверхсветовой скоростью! А это уже ни в какую СТО не лезет. Но сообразительные релятивисты нашли выход из положения, походя дав пинок Оккаму: это не галактики летят от нас быстрее света, это само пространство/метрика расширяется. А про расширение пространства со сверхсветовой скоростью Эйнштейн ничего не запрещал. Чтобы было понятней предложенное объяснение представьте себе ракету привязанную к стартовой площадке резинкой на которую нанесли деления. Ракета улетает, но расстояние до неё, если верить резинке, остаётся прежним. Примерно такова серьёзность аргументации.
    Пока на этом закончу. Будет кому-нибудь интересно, продолжу.

    • Dasha2000

      Мне интересно!
      Если опишите свои соображения, буду признательна.
      Причина: пишу роман о Космосе.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.