Скопления галактик указали на возможные отклонения от общей теории относительности
Международная группа учёных представила результаты моделирования роста скоплений галактик в одном из классов альтернативных теорий гравитации — DHOST (degenerate higher-order scalar–tensor). Работа опубликована на сервере препринтов arXiv и посвящена проверке того, насколько такие теории согласуются с наблюдаемым распределением скоплений.
DHOST-теории обобщают классическую гравитацию за счёт дополнительного скалярного поля. В отличие от многих других модификаций, в данном классе гравитационные волны не распадаются на скалярные возмущения, что позволяет им проходить ограничения, полученные после регистрации гравитационно-волновых событий.
Авторы использовали модель сферического коллапса для расчёта минимальной массы, при которой сгущение тёмной материи превращается в скопление галактик. Затем по аналитической массовой функции они вычислили ожидаемое количество скоплений в различных интервалах красного смещения.
Результаты показали, что отклонения от общей теории относительности могут становиться существенными на поздних стадиях эволюции Вселенной, в эпоху доминирования материи. Эти отклонения подавляют рост линейных возмущений на малых масштабах, но одновременно увеличивают критическую плотность коллапса.
Для калибровки предсказаний учёные подогнали минимальную массу скоплений под данные обзора eROSITA в рамках стандартной модели ?CDM. Выяснилось, что в DHOST-теориях число скоплений максимально в ближнем красном диапазоне, а в самых удалённых бинах оно снижается тем сильнее, чем больше отличие от эйнштейновой гравитации.
Параметры теории были выбраны так, чтобы соответствовать локальным астрофизическим ограничениям от наблюдений двойных пульсаров. Несмотря на это, верхняя граница отклонения приводит к меньшему количеству скоплений по сравнению с ?CDM-моделью, имитирующей результаты eROSITA. Авторы отмечают, что такой вывод может отчасти объясняться погрешностями самого метода сферического коллапса и аналитической массовой функции.
Исследование подчёркивает, что скопления галактик — чувствительный инструмент для проверки теорий гравитации, и будущие данные телескопов (в том числе eROSITA) помогут уточнить, возможны ли отклонения от общей теории относительности на космологических масштабах.
