Перевірка можливості моделей гравітації, відмінних від загальної теорії відносності, може бути ближчою до дому, ніж ми думаємо. У статті, опублікованій на сервері препринтів arXiv, команда дослідників припустила, що ми можемо використовувати сейсмічні рухи в самій Землі для перевірки модифікованої гравітації.
Ми не розуміємо 95% змісту Всесвіту. У сукупності відомий як темний сектор, невідомі включають як темну матерію, так і темну енергію. Темна матерія, здається, є домінуючою формою матерії у Всесвіті, причому кожна галактика містить до 80% цієї невидимої форми матерії. Тим часом темна енергія є певним джерелом енергії, яке заповнює весь простір-час і відповідає за прискорене розширення космосу.
Але твердження про те, що темна матерія і темна енергія є фізичними сутностями, базуються на припущенні, що наше розуміння гравітації є правильним. Зараз ми найкраще розуміємо гравітацію завдяки загальній теорії відносності Ейнштейна. Ця теорія говорить нам, що гравітація є проявом викривлення та викривлення самого простору-часу.
Але ми знаємо, що загальна теорія відносності неповна. Ми знаємо, що він руйнується в центрах чорних дір і на початку Всесвіту. Тож ми знаємо, що ще не маємо в руках повної історії гравітації. Керуючись цим, багато людей протягом десятиліть пропонували теорії модифікованої гравітації, які являють собою набір розширень і уточнень оригінальної моделі Ейнштейна.
Однак усі ці розширення стикаються з низкою складних перешкод. Ми перевірили загальну теорію відносності в багатьох контекстах і в багатьох масштабах, тому важко побудувати теорію, яка суттєво відрізняється від загальної відносності, щоб потенційно пояснити темну матерію та темну енергію, і при цьому задовольняє всі відомі обмеження спостереження.
Чим більше способів ми зможемо розробити для дослідження зміненої гравітації, тим краще. І тому команда дослідників виявила, що нам не обов’язково дивитися на зірки, щоб перевірити різні модифіковані теорії гравітації. Натомість ми можемо дивитися вниз, на Землю. Вони виявили, що в умовах зміненої сили тяжіння сейсмічні хвилі поширюються через Землю з різною швидкістю та різними шляхами.
Оскільки ми так добре знаємо багато властивостей Землі, як-от її маса та момент інерції, ми можемо повернути ці знання, щоб використовувати сейсмічні дані для обмеження модифікованих теорій гравітації. Поки дані не свідчать про необхідність відхилення від оригінальної роботи Ейнштейна. Але чим більше інструментів ми розробимо та чим більше способів зможемо шукати, тим краще.