La teoría de la gravedad, popular entre los físicos, es poco aplicable al mundo real. Los astrónomos llegaron a esta conclusión al observar lo que sucede en las inmediaciones de los agujeros negros. Los investigadores también propusieron una nueva forma de construir modelos de agujeros negros. Un empleado de la Universidad Federal de los Urales que lleva el nombre del primer presidente de Rusia B. N. Yeltsin (UrFU) y su colega de la Universidad de Tokio fueron presentados en la revista Classical and Quantum Gravity.
Hoy en día, la mayoría de los científicos creen que los agujeros negros son objetos reales y no solo soluciones matemáticas a las ecuaciones de la relatividad general. Sin embargo, la física moderna ha acumulado muchos requisitos previos para revisar esta teoría. Todas las interacciones fundamentales conocidas por la ciencia ya se han descrito en "lenguaje cuántico", a excepción de la gravedad. Estas inconsistencias indican que la teoría de la relatividad es solo una aproximación a la teoría última de la gravedad.
Una de las versiones más simples de una teoría tan extendida es la suposición de que la constante gravitacional que ingresa a las ecuaciones no es una constante, sino un campo que puede cambiar en el tiempo y el espacio. Los científicos al nivel moderno de precisión no pueden medir este campo que cambia lentamente y, por lo tanto, lo perciben como una constante. Si aceptamos esta hipótesis, entonces la gravedad surge con un campo escalar (dado en cada punto por un solo número). Así es como se formuló la primera y más simple teoría de la gravedad con campo escalar, la teoría de Brans-Dicke. Hoy en día, la clase de teorías de la gravedad con un campo escalar es muy amplia; tales teorías se consideran una de las formas más prometedoras de expandir la relatividad general.
En un nuevo trabajo, Daria Tretyakova de UrFU, junto con un colega de la Universidad de Tokio, investigó una de las teorías de esta clase: el llamado modelo Horndesky. Horndesky es la clase más general posible de teorías de la gravedad con un campo escalar, donde no hay inestabilidades, es decir, no hay parámetros inusuales de la materia (por ejemplo, masa negativa o imaginaria).
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A nivel cosmológico (la escala a la que el Universo puede considerarse como un solo objeto de estudio), los modelos de esta clase, que tienen simetría con respecto al cambio en el espacio y el tiempo del campo escalar, han demostrado su eficacia, lo que permite describir el Universo en rápida expansión sin invocar teorías adicionales. Los autores decidieron probar estos modelos de forma más rigurosa y versátil. Los astrónomos estudiaron los modelos de Horndesky en la escala astrofísica de objetos espaciales individuales y encontraron que los agujeros negros en modelos que se han probado con éxito en cosmología son inestables.
Estos modelos son poco adecuados para describir el Universo real, porque hoy se cree que los agujeros negros existen y, por el contrario, son bastante estables. La situación, sin embargo, se puede arreglar: los científicos han propuesto una forma de construir modelos de Horndesky, asegurando la estabilidad de los agujeros negros en el marco de tales teorías. Ahora los autores planean someter los modelos propuestos recientemente a pruebas estándar: para verificar la adecuación en las escalas cosmológica y astrofísica.
