Астрофизики из Пенсильванского и Кембриджского университетов испытали "на прочность" скаляр-тензор-векторную теорию гравитации при помощи цефеид из ближайших к нам 25 галактик местного скопления. Результат плачевный — в рамках точности измерений эффекты, предсказанные теорией, не подтвердились.
Напомним, что в 1998 году астрономы обнаружили, что скорость расширения Вселенной увеличивается. Это наблюдение противоречило "здравому смыслу": не только на Земле выброшенная взрывом материя постепенно замедляет свой полет, но и в космосе притяжение должно замедлять разлет галактик после Большого взрыва. Наблюдающееся ускоренное расширение приведет со временем к тому, что из поля зрения земных наблюдателей попросту исчезнут все галактики за пределами нашего Сверхскопления. Они пропадут за горизонтом событий.
Астрофизика болезненно восприняла это явление. Первая объясняющая гипотеза — о том, что ускорение разбегания галактик обусловлено давлением темной энергии, которая есть космологическая постоянная, — имеет серьезную слабость. Большинство квантовых теорий поля, основываясь на энергии квантового вакуума, предсказывает громадное значение энергии вакуума — на многие порядки превосходящее допустимое по космологическим представлениям. Если бы все так и было, галактики разлетались бы намного быстрее, чем мы это наблюдаем.
Одна из альтернатив — обойтись без темной энергии. Скаляр-тензор-векторной теорией гравитации предполагается наличие некоего пятого взаимодействия — помимо гравитации, электромагнитного, сильного и слабого. Она многое удачно объясняет: разбегание существует потому, что в больших скоплениях материи, массой более миллионов солнечной, пятое взаимодействие (поле), слишком слабое в немассивных системах, оказывает все большее расталкивающее воздействие на материю, провоцируя нарастающее разбегание галактик.
И вот, Бхувнеш Джейн, Вину Викрам и Джереми Сакстейн взяли накопленные данные по 25 ближайшим галактикам, находящимся на удалении не более 10 Мпк и содержащим различимые цефеиды, которые периодически меняют свою яркость, причем с постоянным периодом. Благодаря этому можно точно вычислить расстояние до них и, соответственно, определить, существует ли разница скорости разбегания различных галактик. Если скаляр-тензор-векторная теория гравитации верна, то поле будет иметь разную интенсивность в разных местах, и это означает, что давление, заставляющее галактики "разбегаться", там тоже будет разное. Следовательно, различной окажется скорость "убегания" галактик от земного наблюдателя.
Но ученые не нашли никаких признаков вариации такого поля — во всех исследованных 25 галактиках цефеиды вели себя так, как будто никакого пятого взаимодействия нет. Это означает, что при существующих средствах наблюдения подтвердить вторую гипотезу не удалось, и физика по-прежнему стоит перед вопросом несовместимости рассчитанных вариантов космологической постоянной и наблюдаемой скорости расширения Вселенной. Все это означает, что теория относительности в отношении гравитации везде верна, а гравитация работает так, как ей положено.
