Физики доказали правоту Эйнштейна, превратив галактику в гравитационную линзу

В 1915 году Альберт Эйнштейн в рамках общей теории относительности предложил общие принципы работы такого явления, как гравитация. С тех пор его теория была множество раз проверена с помощью высокоточных приборов на территории Солнечной системы, однако испытания в больших астрономических масштабах не проводились.

С 1929 года известно, что Вселенная расширяется, но в 1998 году две группы астрономов доказали, что она делает это быстрее, чем в прошлом. Благодаря этому удивительному открытию, получившему Нобелевскую премию в 2011 году, возникло предположение, что Вселенная в основном состоит из необычного вещества, называемого «темной энергией». Однако это возможно лишь в том случае, если теория относительности справедлива в галактических масштабах. Доказательство или опровержение этого в корне повлияет на современную космологическую модель.

Команда астрономов во главе с доктором Томасом Коллеттом из Института космологии и гравитации в Университете Портсмута использовала гравитационную линзу для проведения точных измерений гравитационных явлений на огромных расстояниях. Их работа опубликована в журнале Science. По словам Колетта, «общая теория относительности предсказывает, что объекты с огромной массой вызывают деформацию пространства-времени. Это означает, что если в поле зрения нашей линии попадут две галактики, то возникнет феномен, известный как сильное гравитационное линзирование, и мы получим множество изображений той галактики, что расположена дальше от наблюдателя. Зная также массу ближней галактики, мы в результате сможем оценить разницу между различными изображениями и выяснить, корректна ли теория Эйнштейна», объясняет он.

Гравитационная линза — это массивное тело (как правило, галактика или даже скопление галактик), которое своим гравитационным полем изменяет направление распространения ЭМ-излучения, точно так же, как обычная линза меняет направление светового луча. Всего астрономам известны несколько сотен подобных линз, однако большинство из них слишком далеко, и использовать их для точных измерений не получится. А вот галактика ESO325-G004 отлично подходит для этих целей, поскольку отстоит от Земли всего на 500 миллионов световых лет.

Команда Колетта использовала данные Очень Большого Телескопа в Чили, чтобы определить паттерны движений звезд в соседней галактике. Это позволило ученым сравнить фактическую массу галактики с вызываемым ей гравитационным эффектом, и в результате они получили именно ту картину, которая соответствовала предварительным расчетам. «Вселенная — удивительное место, которое позволяет нам использовать целые галактики в качестве линз, чтобы доказать правоту теории, сформулированной более ста лет назад», шутит Томас.