A teoria da gravidade, popular entre os físicos, é pouco aplicável ao mundo real. Os astrônomos chegaram a essa conclusão observando o que acontece nas imediações dos buracos negros. Os pesquisadores também propuseram uma nova maneira de construir modelos de buracos negros. Um funcionário da Universidade Federal de Ural em homenagem ao primeiro presidente da Rússia B. N. Yeltsin (UrFU) e seu colega da Universidade de Tóquio foram apresentados na revista Classical and Quantum Gravity.
Hoje, a maioria dos cientistas acredita que os buracos negros são objetos reais, e não apenas soluções matemáticas para as equações da relatividade geral. No entanto, a física moderna acumulou muitos pré-requisitos para revisar essa teoria. Todas as interações fundamentais conhecidas pela ciência já foram descritas na "linguagem quântica", exceto a gravidade. Essas inconsistências indicam que a teoria da relatividade é apenas uma aproximação da teoria da gravidade final.
Uma das versões mais simples de tal teoria estendida é a suposição de que a constante gravitacional que entra nas equações não é uma constante, mas um campo que pode mudar no tempo e no espaço. Os cientistas no nível moderno de precisão não podem medir esse campo que muda lentamente e, portanto, só o percebem como uma constante. Se aceitarmos essa hipótese, então a gravidade surge com um campo escalar (dado em cada ponto por apenas um número). É assim que a primeira e mais simples teoria da gravidade com um campo escalar, a teoria de Brans-Dicke, foi formulada. Hoje a classe de teorias da gravidade com campo escalar é muito ampla, tais teorias são consideradas uma das formas mais promissoras de expandir a relatividade geral.
Em um novo trabalho, Daria Tretyakova da UrFU, juntamente com uma colega da Universidade de Tóquio, investigou uma das teorias dessa classe - o chamado modelo Horndesky. Horndesky é a classe mais geral possível de teorias da gravidade com um campo escalar, onde não há instabilidades, ou seja, parâmetros incomuns da matéria (por exemplo, massa negativa ou imaginária) não são obtidos.
No nível cosmológico (a escala em que o Universo pode ser considerado como um único objeto de estudo), os modelos desta classe, que têm simetria em relação à mudança no espaço e no tempo do campo escalar, têm se mostrado bem, permitindo descrever o Universo em rápida expansão sem invocar teorias adicionais. Os autores decidiram testar esses modelos de forma mais rigorosa e versátil. Os astrônomos estudaram os modelos de Horndesky na escala astrofísica de objetos espaciais individuais e descobriram que os buracos negros em modelos que se provaram com sucesso em cosmologia são instáveis.
Esses modelos são pouco adequados para descrever o Universo real, porque hoje se acredita que buracos negros existem e, pelo contrário, são bastante estáveis. A situação, no entanto, é corrigível: os cientistas propuseram uma forma de construir modelos Horndesky, garantindo a estabilidade dos buracos negros no quadro de tais teorias. Agora, os autores planejam submeter os novos modelos propostos a testes padrão: para verificar a adequação nas escalas cosmológica e astrofísica.
