Слияния черных дыр снова подтвердили общую теорию относительности
Новые данные гравитационно-волновых обсерваторий LIGO, Virgo и KAGRA снова не выявили расхождений с общей теорией относительности. Ученые проанализировали сигналы от слияний черных дыр и пришли к выводу, что в пределах точности нынешних наблюдений теория Эйнштейна по-прежнему хорошо описывает происходящее даже в очень сильных гравитационных полях.
Общая теория относительности уже много раз проходила проверку наблюдениями и экспериментами. Но у физиков есть причины считать, что это не окончательная теория гравитации. Проблема в том, что общая теория относительности хорошо описывает большие объекты — планеты, звезды, галактики и саму структуру пространства-времени. Но на уровне атомов и элементарных частиц природа подчиняется уже законам квантовой механики. Эти две картины мира по отдельности работают отлично, а вот совместить их в одну теорию физики пока не удалось. Именно поэтому ученые продолжают искать более полное описание гравитации, которое работало бы и в космических масштабах, и в микромире.
Один из немногих процессов, где можно проверить, как ведет себя гравитация в экстремальных условиях — это слияния черных дыр. В серии из трех работ ученые использовали данные четвертого наблюдательного цикла LIGO–Virgo–KAGRA и проверили их сразу несколькими способами.
В первой работе исследователи просто сравнили наблюдения с предсказаниями общей теории относительности. Существенных расхождений они не нашли. Во второй проанализировали так называемые постньютоновские параметры — набор величин, который позволяет проверить, совпадают ли реальные сигналы от слияний с тем, что предсказывает теория. И здесь тоже никаких признаков новой физики не появилось.
Эта же работа позволила уточнить возможную массу гравитона — гипотетической частицы, которая в квантовых моделях переносила бы гравитационное взаимодействие. Авторы пришли к выводу, что если гравитон вообще имеет массу, то она должна быть меньше 2 × 10⁻²³ эВ/c².
Третья работа была посвящена поиску гравитационных эхо. Некоторые теории предсказывают, что после основного всплеска гравитационных волн от слияния черных дыр может появиться еще один, более поздний сигнал. В рамках общей теории относительности таких эхо быть не должно. В новых данных никаких следов этого эффекта тоже не нашли.
Подробнее о том, что такое гравитация и как ее объясняли Ньютон и Эйнштейн, мы рассказывали в этом материале.
На обложке генерация ProКосмос
Самое популярное
