На протяжении ста лет общая теория относительности с успехом выдерживает все испытания, описывая гравитацию на Земле и в космосе. Однако для объяснения наблюдаемых космологических явлений, таких как ускорение расширения Вселенной, необходимо ввести такие компоненты, как темная материя и темная энергия, которые все еще остаются загадкой, несмотря на все усилия ученых.

Астрофизики из исследовательского института СИССА задались вопросом, реальна ли темная энергия, или ее можно интерпретировать как нарушение нашего понимания гравитации, пишет Phys.org. «Существование темной энергии может быть всего лишь иллюзией, — сказал Энрико Барауссе, главный исследователь. — Ускорение расширения Вселенной может быть вызвано какими-нибудь еще неизвестными модификациями ОТО, чем-то вроде „темной гравитации“».

Слияние нейтронных звезд открывает уникальную возможность проверки этой гипотезы, потому что гравитация вокруг них достигает экстремальных значений — это самые плотные звезды, какие только бывают. Их радиус обычно всего десяток километров, но масса может вдвое превышать массу Солнца.

Итальянские ученые провели первое моделирование слияние двойных нейтронных звезд в условиях теории модифицированной гравитации. Это крайне сложный тип моделирования из-за нелинейной природы проблемы. Оно требует значительных вычислительных усилий — месяцев работы суперкомпьютеров — и новых математических расчетов.

Полученный результат позволил сравнить общую относительность с модифицированной. К своему удивлению, ученые обнаружили, что гипотеза «темной гравитации» объясняет данные интерферометров LIGO и Virgo, полученные в ходе последнего столкновения двойных нейтронных звезд, так же хорошо, как ОТО.

Несмотря на то, что различия между этими двумя теориями едва уловимы, их можно будет точно сопоставить с помощью гравитационных интерферометров следующего поколения. Это значит, что появится шанс провести различие между темной энергией и «темной гравитацией» с помощью гравитационных волн.

У современных астрофизиков нет согласия в том, что касается скорости расширения Вселенной — разные варианты исчисления дают разные результаты. Космологи из Дании предположили, что во Вселенной может существовать новый тип темной энергии. Если включить ее в различные уравнения, описывающие расширение Вселенной, результаты окажутся не такими противоречивыми.