Рівняння Ейнштейна для загальної теорії відносності

Декілька вчених з США надали нове тлумачення феномену прискореного розширення Всесвіту, відрізняючись від традиційних фізичних теорій, які базуються на поняттях “темної енергії” та “темної матерії”. Ці поняття, хоча й широко використовуються, досі не були однозначно доведені. Натомість ми маємо математичні моделі, які описують спостережувані ефекти.

Важливо відзначити, що оригінальні рівняння Ейнштейна для загальної теорії відносності передбачають прискорене розширення Всесвіту через ефект “нестабільності”, як зазначено в статті, опублікованій у “Працях Королівського товариства”.

Близько 20 років тому астрономи виявили, що Всесвіт не просто розширюється, а його розширення прискорюється. Для пояснення цього відкриття космологи винайшли концепцію “темної енергії”, яка, як вони стверджують, “розсовує” простір.

Сонячна система теж розширюється

Фото: NASA
Сонячна система теж розширюється

 

Альберт Ейнштейн, після формулювання своїх рівнянь для загальної теорії відносності та концепції гравітації, запропонував додатковий “антигравітаційний” фактор, названий “космологічною константою”, для створення статичної моделі всесвіту. Однак пізніше він визнав це своєю найбільшою помилкою.

Коли сучасні космологи почали досліджувати космічне прискорення і “темну енергію”, вони зрозуміли, що потрібні деякі математичні корективи, оскільки математика Ейнштейна не пояснювала причинно-наслідкових зв’язків між “темною матерією” і спостережуваним фізичним світом.

Таке пояснення не задовольнило всю академічну спільноту, оскільки запропонована модель не пояснювала аномальне прискорення галактик, а також теоретичні наслідки з оригінальної теорії Ейнштейна.

Спочатку, здавалося, що первісна загальна теорія відносності не потребує безпосередніх доказів наявності “темної енергії”, оскільки висновки, зроблені на основі цієї теорії, відповідали загальноприйнятому уявленню про світ. Отже, не було зрозуміло, чому в модель потрібно вводити “фактор вигадки”.

Галактика фотоПроте, після наукового резонансу, викликаного відкриттям прискореного розширення Всесвіту, фізики вирішили “доповнити” рівняння Ейнштейна. Так з’явилися темна енергія, темна матерія та чорні діри. Але можливо, розв’язок проблеми полягає в іншому: можливо, початкове припущення було помилковим?

Якщо припустити, що класичні “гравітаційні” рівняння є правильними, але сама гіпотеза є помилковою, а так зване “прискорене розширення” є нестабільним, то потреба в додаткових факторах та фізичних сутностях відпадає. Космологічні моделі, починаючи з “Всесвіту Фрідмана”, припускають, що вся матерія розширюється, рівномірно розподіляючись у межах вже заданого простору.

Отже, виходить, що простір-час Фрідмана насправді нестабільний: будь-яке порушення, наприклад, якщо густина матерії трохи нижча, ніж середня у Всесвіті, штовхає її в прискореному темпі, - порожнього місця у світі дійсно не буває. Але це ж означає те, що матерія прагне до своїх “усереднених” фізичних показників.

Тобто спостережувані аномалії - це всього лише шлях вирішення “проблеми”, Всесвіт прагне до своїх загальних стандартів. Наочно такий процес можна продемонструвати за допомогою перевернутого маятника. Коли він звисає вниз, він стабілізується в найнижчій точці. Коли маятник відхиляють убік, він починає балансувати, прагнучи до вихідного “центрованого” положення.

Це говорить нам про те, що ми нічого не повинні очікувати від вимірювань фрідманівського всесвіту, тому що він нестабільний. Те, що ми спостерігаємо, - локальні проблеми, які вирішаться з часом.

Локальні простори-часи, що випливають із феномена нестійкості, показують той самий діапазон космічних прискорень, що й у “звичайних” теоретичних моделях.

Інакше кажучи, прискорення галактик могло бути передбачено з первісної теорії загальної теорії відносності без використання космологічної постійної.

З іншого боку, спостережуваний ефект свідчить про те, що наша галактика розташована поблизу масивного “шматка” матерії: зоряні скупчення взаємодіють між собою, але не більше того.

Джерело: Phys.org

Написати коментар