Teorie gravitace, populární mezi fyziky, je špatně aplikovatelná na skutečný svět. Astronomové dospěli k tomuto závěru tím, že se podívali na to, co se děje v bezprostřední blízkosti černých děr. Vědci také navrhli nový způsob vytváření modelů černých děr. Zaměstnanec uralské federální univerzity pojmenovaný po prvním ruském prezidentovi B. N. Yeltsin (UrFU) a její kolegyně z University of Tokyo byly představeny v časopise Classical and Quantum Gravity.
Většina vědců dnes věří, že černé díry jsou skutečné objekty, nejen matematická řešení rovnic obecné relativity. Moderní fyzika však nashromáždila mnoho předpokladů pro revizi této teorie. Všechny základní interakce známé vědě již byly popsány v „kvantovém jazyce“, s výjimkou gravitace. Tyto nekonzistence naznačují, že teorie relativity je pouze jednou aproximací ke konečné teorii gravitace.
Jednou z nejjednodušších verzí takové rozšířené teorie je předpoklad, že gravitační konstanta vstupující do rovnic není konstanta, ale pole, které se může měnit v čase a prostoru. Vědci na moderní úrovni přesnosti nemohou měřit toto pomalu se měnící pole, a proto jej vnímají pouze jako konstantu. Přijmeme-li tuto hypotézu, pak gravitace vyvine se skalárním (daným v každém bodě pouze jedním číslem) pole. Takto byla formulována první a nejjednodušší teorie gravitace se skalárním polem, Bransova - Dickeova teorie. Dnes je třída teorií gravitace se skalárním polem velmi široká, tyto teorie jsou považovány za jeden z nejslibnějších způsobů rozšíření obecné relativity.
V nové práci prozkoumala Daria Tretyakova z UrFU společně s kolegou z Tokijské univerzity jednu z teorií této třídy - tzv. Horndesky model. Horndesky je nejobecnější možná třída teorií gravitace se skalárním polem, kde nejsou žádné nestability, to znamená, že neexistují žádné neobvyklé parametry hmoty (například negativní nebo imaginární hmota).
Na kosmologické úrovni (měřítko, ve kterém může být vesmír považován za jediný předmět studia), se modely této třídy, které mají symetrii s ohledem na posun v prostoru a čase skalárního pole, osvědčily, což umožňuje popsat rychle se rozvíjející vesmír bez vyvolání dalších teorií. Autoři se rozhodli tyto modely testovat přísněji a všestranněji. Astronomové studovali Horndeskyho modely na astrofyzikální stupnici jednotlivých vesmírných objektů a zjistili, že černé díry v modelech, které se úspěšně prokázaly v kosmologii, jsou nestabilní.
Tyto modely se špatně hodí k popisu skutečného vesmíru, protože dnes se věří, že existují černé díry, a naopak, jsou poměrně stabilní. Situace je však opravitelná: vědci navrhli způsob, jak postavit Horndesky modely, které v rámci těchto teorií zajistí stabilitu černých děr. Autoři nyní plánují podrobit nově navržené modely standardním testům: zkontrolovat přiměřenost na kosmologické a astrofyzikální stupnici.