Космолози от цял свят се опитват да разгадаят три големи

Космолози от целия свят се пробват да разгадаят три огромни загадки на актуалната физика. Първата е тъмната материя, която беше въведена, с цел да изясни прекомерно бързото придвижване на звездите и галактиките. Втората е тъмната сила, която изяснява непредвиденото ускорение на разширението на Вселената. Третият проблем е наименуван „ напрежението на Хъбъл “ – учените не могат да реализират единодушие по отношение на точната скорост, с която сега се уголемява космосът.

В основата на актуалната космология е общата доктрина на относителността на Айнщайн.

Тя се основава на концепцията за единно четириизмерно пространство-време. Масивните обекти огъват този континуум, създавайки това, което възприемаме като гравитация. Представете си обтегнат плат – в случай че поставите върху него тежка топка, платът ще увисне. По сходен метод небесните тела деформират геометрията на действителността.

Общата доктрина на относителността обаче не може да изясни някои феномени. Галактиките се въртят толкоз бързо, че би трябвало да са раздрани от центробежната мощ, в случай че се преглежда единствено забележимата материя. За да решат казуса, физиците изричат хипотезата за съществуването на невидима субстанция – тъмна материя, чиято гравитация защищава звездните системи от раздробяване.

През 1928 година Айнщайн предлага различен мироглед за природата на гравитацията. Вдъхновен от работата на Джеймс Максуел, който при започване на 60-те години на 19-и век съумява да опише електричеството, магнетизма и светлината като проявления на едно-единствено електромагнитно поле, великият физик се пробва да сътвори единна доктрина на главните сили на природата.

Телепаралелната доктрина разказва взаимоотношението на материята и силата по радикално друг метод. В този модел солидните тела не огъват тъканта на Вселената, а я усукват, както водата се усуква във въртоп. Получените „ гравитационни вихри “ се популяризират във всички направления, определяйки придвижването на близките обекти.

От математическа позиция новият метод се оказва доста по-сложен от първичната доктрина. В уравненията се появиха специфични обекти – тетради, описващи локално извъртане във всяка точка. Този педантизъм обезпечил по-голяма еластичност, само че доста усложнил изчисленията и инспекцията на хипотези.

След гибелта на основателя различната идея била на практика забравена. Изследователите се съсредоточили върху проучването на квантовия свят – област, в която класическата физика не работи и нормалните показа за пространство и време губят смисъл. Само неколцина запалянковци траяли да учат истинските хрумвания на Айнщайн.

След като се отхвърлят от амбициозната цел да обединят гравитацията с електромагнетизма, теоретиците откриват неочакван факт: когато разказва чисто гравитационни резултати, новият модел дава същите резултати като общата доктрина на относителността. От математическа позиция се оказа, че няма значение дали имаме вяра, че солидните тела изкривяват или усукват околното пространство – крайните прогнози съответстват.

През август 2017 година интернационално съдействие записва историческо събитие – сливането на две неутронни звезди. Детекторите LIGO и Virgo уловиха флуктуации в пространството от това катаклизмично събитие, а десетки телескопи следиха мощен изблик на радиация. Сигналите от събитието, което се е случило в галактиката NGC 4993 на 130 милиона светлинни години от нас, са достигнали до Земята съвсем по едно и също време – единствено с три секунди разлика.

Това изобретение нанесе пагубен удар на доста ексцентрични теории за гравитацията. Според техните предвиждания гравитационните талази трябваше да се популяризират по-бавно от светлината, а разликата във времето на идване на сигналите да е часове или даже дни.

Сложният математически уред на новата доктрина разрешава да се огледа по друг метод на загадките на космологията. Учените могат да включат в уравненията спомагателни променливи, които регистрират метода, по който се усуква пространството. Ако тези параметри са вярно настроени, теорията може да изясни това, което следим без да включва хипотетичните тъмна материя и тъмна сила.

Математическата трудност обаче основава съществени спънки. На младите физици им трябват години, с цел да усвоят нужните принадлежности. Проверката на теоретичните прогнози също е сложна – тромавите уравнения би трябвало да се вземат решение числено благодарение на компютри, което усилва вероятността от неточности.

Абстрактният темперамент на формализма основава спомагателни алтернативи. Не постоянно е допустимо да се откри ясна връзка сред математическите структури и действителните физически процеси. Понякога елегантните на хартия решения водят до безсмислени резултати – безкрайни сили или нарушение на причинно-следствената връзка.

Съвременните проучвания на различната доктрина се развиват в две съществени посоки. В първото се учат нейните фундаментални свойства – държанието на черните дупки, еволюцията на Вселената при Големия гърмеж, разпространяването на гравитационните талази. Специалистите ревизират сходството на теоретичните заключения с астрономическите наблюдения.

Във второто направление новият метод се ползва към нерешени проблеми на космологията.

Физиците създават модифицирани версии на концепцията, които могат да обяснят ускореното разширение на Космоса без тъмна сила или да отстранен нуждата от невидима материя. Някои се надяват, че спомагателната математическа независимост ще помогне за разрешаването на напрежението на Хъбъл.

През последните десетилетия откривателите са предложили доста разновидности на теорията за гравитацията. Използвайки модифицирана Нютонова динамичност, те се опитваха да обяснят придвижването на галактиките без тъмна материя, само че в последна сметка нейното наличие въпреки всичко беше належащо в избрани случаи. Концепцията за „ времевия пейзаж “ свързваше ускореното разширение на Вселената с великански галактически празнини, само че изискваните им размери опонират на действителните данни.

Така че може би решението на загадките на тъмната материя и тъмната сила не се крие в изобретяването на нови същности, а в преразглеждането на главните правила на гравитацията. Една забравена от десетилетия идея може да се окаже изчезналото звено, което да свърже в едно цяло разнородните части на космологичния пъзел.