Нейтрино и сверхскопление Ланиакея подтвердили правоту Эйнштейна

Физики из Китая и Польши подтвердили слабый принцип эквивалентности Эйнштейна с рекордной точностью. Исследовав сигналы от далеких блазаров, ученые доказали, что частицы разной природы движутся в гравитационном поле по одинаковым траекториям, что укрепляет фундамент общей теории относительности в масштабах всей Вселенной.

В основу работы лег слабый принцип эквивалентности (WEP), согласно которому траектория движения в гравитационном поле не зависит от структуры или состава самих частиц. Для проверки этой гипотезы ученые использовали эффект Шапиро — релятивистское замедление времени при прохождении сигнала через гравитационные колодцы. Ключевым новшеством стал учет влияния сверхскопления Ланиакея. Эта гигантская структура, включающая нашу Галактику, выступила в роли своеобразной гравитационной линзы времени, позволив значительно повысить чувствительность измерений.

Материалом для анализа послужили данные обсерватории IceCube о высокоэнергетических нейтрино от блазаров TXS 0506+056 и PKS 0735+178. Эти активные ядра галактик выбрасывают нейтрино и фотоны практически одновременно, что делает их идеальными маркерами для тестов. Исследователи сопоставили задержки сигналов, составившие от 4 до 175 дней. Если бы частицы по-разному реагировали на гравитацию, разрыв во времени прибытия был бы иным.

Благодаря учету массы Ланиакеи точность измерений выросла на один-три порядка по сравнению с прошлыми работами. Итоговый показатель достиг значения 10^-7, что в миллион раз точнее результатов, полученных при наблюдении за сверхновой SN1987A. Это подтверждает: фотоны и нейтрино следуют по идентичным маршрутам, подчиняясь метрике пространства-времени, описанной Эйнштейном.

Несмотря на возможные погрешности, связанные с процессами внутри самих блазаров, работа закрывает многие вопросы о поведении релятивистских частиц. В ближайшие годы детекторы нового поколения, такие как KM3NeT, позволят собрать еще больше статистики. Это поможет физикам проверить более тонкие эффекты и, возможно, обнаружить явления, выходящие за рамки Стандартной модели.