La théorie de la gravité, populaire parmi les physiciens, est peu applicable au monde réel. Les astronomes sont arrivés à cette conclusion en observant ce qui se passe à proximité immédiate des trous noirs. Les chercheurs ont également proposé une nouvelle façon de construire des modèles de trous noirs. Un employé de l'Université fédérale de l'Oural du nom du premier président de Russie B. N. Eltsine (UrFU) et sa collègue de l'Université de Tokyo ont été présentées dans le magazine Classical and Quantum Gravity.
Aujourd'hui, la plupart des scientifiques pensent que les trous noirs sont des objets réels, et pas seulement des solutions mathématiques aux équations de la relativité générale. Cependant, la physique moderne a accumulé de nombreuses conditions préalables pour réviser cette théorie. Toutes les interactions fondamentales connues de la science ont déjà été décrites en «langage quantique», à l'exception de la gravité. Ces incohérences indiquent que la théorie de la relativité n'est qu'une approximation de la théorie ultime de la gravité.
L'une des versions les plus simples d'une telle théorie étendue est l'hypothèse que la constante gravitationnelle entrant dans les équations n'est pas une constante, mais un champ qui peut changer dans le temps et dans l'espace. Les scientifiques au niveau de précision moderne ne peuvent pas mesurer ce champ qui change lentement et ne le perçoivent donc que comme une constante. Si nous acceptons cette hypothèse, alors la gravité apparaît avec un champ scalaire (donné en chaque point par un seul nombre). C'est ainsi que la première et la plus simple théorie de la gravité avec un champ scalaire, la théorie de Brans-Dicke, a été formulée. Aujourd'hui, la classe des théories de la gravité à champ scalaire est très large; ces théories sont considérées comme l'un des moyens les plus prometteurs d'élargir la relativité générale.
Dans un nouveau travail, Daria Tretyakova d'UrFU, avec un collègue de l'Université de Tokyo, a étudié l'une des théories de cette classe - le soi-disant modèle Horndesky. Horndesky est la classe la plus générale possible de théories de la gravité avec un champ scalaire, où il n'y a pas d'instabilités, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de paramètres inhabituels de la matière (par exemple, masse négative ou imaginaire).
Au niveau cosmologique (l'échelle à laquelle l'Univers peut être considéré comme un seul objet d'étude), les modèles de cette classe, qui présentent une symétrie par rapport au déplacement dans l'espace et dans le temps du champ scalaire, ont fait leurs preuves, permettant de décrire l'Univers en expansion rapide sans invoquer de théories supplémentaires. Les auteurs ont décidé de tester ces modèles de manière plus rigoureuse et polyvalente. Les astronomes ont étudié les modèles d'Horndesky à l'échelle astrophysique des objets spatiaux individuels et ont découvert que les trous noirs dans les modèles qui ont fait leurs preuves en cosmologie sont instables.
Ces modèles sont mal adaptés pour décrire l'Univers réel, car on pense aujourd'hui que les trous noirs existent et, au contraire, sont assez stables. La situation, cependant, est réparable: les scientifiques ont proposé un moyen de construire des modèles Horndesky, assurant la stabilité des trous noirs dans le cadre de telles théories. Désormais, les auteurs envisagent de soumettre les modèles nouvellement proposés à des tests standards: pour vérifier l'adéquation aux échelles cosmologique et astrophysique.
