Проверить новые модели гравитации, отличные от общей теории относительности, может оказаться проще, чем мы думаем. Группа исследователей предположила, что мы могли бы использовать сейсмическую активность самой Земли для проверки модифицированных теорий гравитации.
Мы не понимаем 95% содержимого Вселенной. В совокупности известные как тёмный сектор, неизвестные включают в себя как тёмную материю, так и тёмную энергию. Тёмная материя, по-видимому, является доминирующей формой материи во Вселенной, и каждая галактика содержит до 80% этой невидимой формы материи. Между тем, тёмная энергия – это некий источник энергии, который заполняет всё пространство-время и отвечает за ускоренное расширение космоса.
Но заявления о том, что тёмная материя и тёмная энергия являются физическими объектами, основаны на предположении, что наше понимание гравитации верно. В настоящее время наше лучшее понимание гравитации исходит из общей теории относительности Эйнштейна. Эта теория говорит нам о том, что гравитация может искривлять само пространство-время.
Но мы знаем, что общая теория относительности неполна. Мы знаем, что она не работает в центрах чёрных дыр и в первые моменты жизни Вселенной. Итак, мы знаем, что у нас ещё нет полной картины гравитации. Руководствуясь этим, многие исследователи на протяжении десятилетий предлагали модифицированные теории гравитации, которые представляют собой набор дополнений и усовершенствований исходной модели Эйнштейна.
Однако все эти расширения сталкиваются с рядом сложных препятствий. Мы проверяли общую теорию относительности во многих контекстах и во многих масштабах, поэтому трудно построить теорию, которая достаточно существенно отличалась бы от общей теории относительности, чтобы потенциально объяснить отсутствие тёмной материи и тёмной энергии, и при этом удовлетворяла бы всем известным наблюдательным ограничениям.
Чем больше способов мы сможем разработать для исследования модифицированной гравитации, тем лучше. Итак, группа исследователей обнаружила, что нам не обязательно смотреть на звёзды, чтобы проверить различные модифицированные теории гравитации. Вместо этого мы можем смотреть вниз, в Землю. Они обнаружили, что в условиях модифицированной гравитации сейсмические волны проходят через Землю с разной скоростью и разными путями.
Поскольку мы так хорошо знаем многие свойства Земли, такие как её масса и момент инерции, мы можем использовать эти знания, чтобы использовать сейсмические данные для того чтобы проверить новые модели гравитации.
Пока что данные не указывают на необходимость отклонения от оригинальной работы Эйнштейна. Но чем больше инструментов мы разработаем и чем больше способов сможем найти, тем лучше.