Usando un modelo de agujeros negros, científicos de la Universidad Federal de los Urales (UrFU, Ekaterimburgo) determinó que una teoría popular de la gravedad que parecía funcionar perfectamente a nivel cosmológico (una subclase de la teoría de Horndeski) no se aplica al mundo real. Han publicado sus resultados en Gravedad clásica y cuántica .

La física moderna ha acumulado muchos requisitos previos para la revisión de la relatividad general, incluyendo la expansión acelerada del universo, la presencia de materia oscura, y la imposibilidad de renormalizar la gravedad. Todas las interacciones fundamentales conocidas por la ciencia se han descrito en lenguaje cuántico, excepto la gravitación. Estas pequeñas inconsistencias indican que la teoría de la relatividad no es la teoría final de la gravitación, pero una aproximación (una historia similar ocurrió con la teoría de Newton). Los físicos teóricos proponen constantemente teorías extendidas de la gravedad, y estos modelos deben compararse con observaciones.

Una de las versiones más simples de una teoría tan extendida aparece bajo el supuesto de que la constante gravitacional (una cantidad física fundamental que es la misma en el tiempo y en todos los puntos del universo) no es una constante, sino un campo que puede variar en el tiempo y en el espacio. Los científicos no pueden medir con precisión este campo que cambia lentamente, y sólo por lo tanto percibirlo como una constante. Esta teoría postula la gravedad con un campo escalar (dado solo un número en cada punto). Así es como la primera y más simple teoría de la gravedad con campo escalar, la teoría de Brans-Dicke, fue formulado. Esta y otras teorías similares se consideran una de las formas más prometedoras de expandir la Relatividad General.

En su trabajo Daria Tretyakova, Doctorado por UrFU, junto con su colega de la Universidad de Tokio, exploró una de estas teorías, la llamada teoría de Horndeski. El marco de Horndeski da la teoría más general de la gravedad con un campo escalar, sin inestabilidades, y que contengan física "saludable", es decir, sin ningún parámetro inusual de la materia, por ejemplo, masa negativa o imaginaria.

A nivel cosmológico, una subclase de modelos Horndeski, que son simétricos con respecto al desplazamiento del campo escalar en el espacio y el tiempo, han ayudado a los científicos a describir la expansión acelerada del universo sin recurrir a teorías adicionales. Estos modelos fueron elegidos para pruebas exhaustivas y rigurosas. Los autores del artículo consideraron los modelos de Horndeski a escala astrofísica —la escala de objetos individuales del universo— y determinaron que los agujeros negros (como objetos reales) resultan ser inestables en los modelos que previamente se probaron exitosamente en cosmología.

Como consecuencia, estos modelos no son adecuados para describir el universo real, porque actualmente se cree que los agujeros negros existen en el espacio como objetos estables. Sin embargo, los científicos han propuesto una forma de construir modelos de Horndeski que aseguren la estabilidad de los agujeros negros. El artículo es un paso hacia una nueva teoría de la gravedad que cumple con los requisitos de la física moderna. Ahora, los autores planean someter los modelos recientemente propuestos a pruebas estándar para comprobar su idoneidad a escala cosmológica y astrofísica.