Тъмната енергия оцеля след новата гравитационна вълна, алтернативите се провалиха

Едновременното откриване на гравитационни вълни и светлина от космическия сблъсък на две неутронни звезди умъртви няколко алтернативни теории за тъмната материя и тъмната енергия. Тези теории изискват гравитационните вълни - вълни в тъканта на пространство-времето - да пътуват по-бавно или дори по-бързо от скоростта на светлината. Но последните наблюдения доказаха друго, съобщава NewScientist.

На 17 август 14:39:45 UTC обсерваторията LIGO регистрира гравитационни вълни от два космически обекта, които спираловидно приближаваха един към друг. Около 1.7 секунди по-късно, сателитът "Ферми" на НАСА открива гама-лъчи, идващи от сблъсък на две неутронни звезди на около 130 милиона светлинни години от Земята.

Други телескопи също наблюдаваха сблъсъка, улавяйки електромагнитните вълни, които изминаха това разстояние заедно с гравитационните вълни - и това бе първото подобно наблюдение.

"Това ни позволи да измерим скоростта на гравитацията по отношение на скоростта на светлината", обяснява Мигел Зумалакарегуи (Miguel Zumalacárregui) от Университета на Калифорния, Бъркли. Сигналите от сблъсъка, сега наречен GW170817, показват, че гравитационните вълни наистина се движат със скоростта на светлината, с точност до около 1 на 1 милион милиарда.

Това сериозно подкопава някои теории, които променят Общата теория на относителността на Айнщайн в опит да обяснят мистериозната тъмна енергия, която трябва да задвижва ускореното разширяване на нашата Вселена и невидимата тъмна материя, проявяваща се само чрез гравитационното притегляне на обикновената материя.

Теориите, които умряха

В редица публикувани научни статии (вижте списъка по-долу), се показва, че това събитие има сериозни последици за някои теории за гравитацията, различни от законите на Нютон и Айнщайн:

• http://arxiv.org/abs/arXiv:1710.06168 …,
• http://arxiv.org/abs/arXiv:1710.05901 …,
• http://arxiv.org/abs/arXiv:1710.05877 …,
• http://arxiv.org/abs/arXiv:1710.06394 …,
• https://arxiv.org/abs/1710.05893 

Сред тези теории е разработената от Джейкъб Бекенщайн (Jacob Bekenstein) през 2004 г. TeVeS (тензор-вектор-скаларна гравитация - Tensor–vector–scalar gravity), релативистично обобщение на модифицираната нютонова динамика (MOND). Тя тръгва от хипотезата, че гравитацията не се разпространява със скоростта на светлината. Но тя, изглежда, го прави добре. Разликата между скоростта на гравитационни вълни v _GW и скоростта на светлината (с) е:

Една от статиите е "GW170817 Falsifies Dark Matter Emulators" от Сибел Боран, Шантану Десай, Емре Кахя и Ричард Уудърд (Sibel Boran, Shantanu Desai, Emre Kahya & Richard Woodard). Въз основа на наблюдението на GW170817 те изчисляват, че т. нар. ефект на Шапиро, наречен на името на астронома Ъруин Шапиро (Irwin Shapiro). Забавянето на времето заради гравитацията, което е следствие от Общата теория на относителността, води до друг ефект, ефектът на Шапиро, при който в гравитационното поле електромагнитните сигнали се движат по-дълго, отколкото при отсъствието на това поле.

През 1964 г. Шапиро предлага експеримент, при който радиовълните се отразяват от повърхността на Венера и Меркурий и се връщат на Земята. Изчисленията на астронома прогнозират, че при определено местоположение на Земята, Слънцето и Венера се очаква времето на закъснение на сигнала от въздействието на гравитационното поле на Слънцето ще бъде около 200 микросекунди ( 2 x 10 ^-4 секунди), което е подтвърдено от експериментални данни по-късно.

Посочените по-горе теории на модифициранaта гравитация предполагат, че ефектът на Шапиро при гравитационните вълни е много по-малък, отколкото за неутриното и фотоните. Забавянето на неутриното и фотоните на GW170817, според тези теории, трябва да продължи 1000 дни. А то е само 1,7 секунди за гама-фотоните. Въз основа на това, авторите посочват, че тези модифицирани гравитационни теории могат да бъдат хвърлени на боклука.

Още по темата

16/10/2017

Космос

Първо регистриране на гравитационни вълни от сблъсък на неутронни звезди - нова ера на астрономията (видео)

20/11/2016

Космос

Ще реши ли MOND проблемите на теорията на гравитацията (видео)

25/09/2016

Космос

Тъмната материя е ненужна, според ново изследване