Общую теорию относительности удалось подтвердить в галактических масштабах

Астрономы совместили данные Очень большого телескопа Южно-европейской обсерватории с данными космического телескопа «Хаббл» для изучения искривления света соседней галактики в соответствии с эйнштейновским объяснением гравитации. По сути, эксперимент представлял собой масштабную версию знаменитого теста, проведенного в 1919 году сэром Артуром Эддингтоном, который использовал распределение звездного света Солнца во время его затмения для определения того, насколько масса звезды искривила его направление. Результаты ошеломили общественность, и имя Альберта Эйнштейна было запечатлено в истории благодаря его Общей теории относительности (ОТО).

С тех пор математика, описывающая массивные объекты, оставляющие «вмятины» в полотне пространства-времени, неоднократно поражала своими результатами, но они касались только объектов, которые были не крупнее звезд. Тем не менее нет веских причин полагать, что теории Эйнштейна не будут актуальны по отношению к более крупным объектам.

«Общая теория относительности предсказывает, что массивные объекты деформируют пространство-время, — говорит Томас Коллетт, астроном из Портсмутского университета. — Это означает, что при прохождении света рядом с другой галактикой его направление отклоняется».

И хотя линзирующему эффекту целых галактик периодически находили практическое применение, никто не измерял этот феномен для точного определения производимого ими абсолютного искривления. Именно с этой целью команда использовала данные о галактике ESO325-G004, находящейся примерно в 500 миллионах световых лет от Земли. В космических масштабах это совсем близко.

Объект затмил другую галактику таким образом, что фоновому свету пришлось следовать по окольному пути, созданному ESO325-G004. Затем астрономы измерили звезды линзирующей галактики, чтобы определить ее массу, используя соотношение между ее общей гравитацией и звездной инерцией.

«Затем мы сравнили эту массу с сильно линзированными разделениями изображения, наблюдаемого через космический телескоп “Хаббл”», — говорит Коллетт.

Результат подтвердил то, что предсказывает ОТО, с точностью до 9%. Не стоит думать, что это слишком большая погрешность: она находится в пределах ожидаемого при таких тестах.

«Это самый точный внесолнечный тест ОТО на данный момент, проведенный всего на одной галактике», — уверен Коллетт.

Получение убедительных результатов придает астрономам дополнительную уверенность в том, что данные, полученные через гравитационные линзы галактик, точны настолько, насколько они предполагали.