В 1859 году французский астроном и математик Урбен Леверье обнаружил нечто странное : Меркурий отклонился в своем танце вокруг Солнца, игнорируя упорядоченную прецессию, предсказанную ньютоновской физикой.
Эту странную аномалию нельзя объяснить тем, что орбиту Меркурия тянут неизвестные планеты; только общая теория относительности физика Альберта Эйнштейна 1915 года , которая описывает, как гравитация создает кривые в ткани пространства-времени.
С тех пор общая теория Эйнштейна прочно утвердилась на протяжении столетия, но во Вселенной есть несколько вещей, которые его умопомрачительная модель не может объяснить . Например , она разрушается в центрах черных дыр и на заре Вселенной и плохо сочетается с квантовой механикой, что заставляет некоторых физиков задуматься над альтернативными взглядами на то, как работает гравитация.
Хотя эти идеи остаются второстепенными теориями, открытие гравитационных аномалий в широко разнесенных звездах-близнецах при бесконечно малом ускорении снова бросает вызов общей теории Эйнштейна.
В новом исследовании астрофизик Кю-Хён Че из Университета Седжон в Корее проанализировал почти 2500 широких двойных звездных систем , наблюдаемых космическим телескопом Gaia Европейского космического агентства, и пришел к выводу, что стандартная гравитация нарушается в определенных точках внутри них.
Че впервые сообщил об обнаружении гравитационных аномалий в середине 2023 года при исследовании орбитальных движений широких двойных систем. Аномалии, которые, по его мнению, представляют собой свидетельство одной теории модифицированной гравитации, называемой модифицированной ньютоновской динамикой (МОНД).
Однако некоторые физики не согласились и вместо этого предположили, что его образец был «загрязнен» притяжением необнаруженных близких спутников из двойных звездных систем. Другими словами, более сильные, чем ожидалось, ускорения, которые Че наблюдал в некоторых широких двойных системах, скорее всего, были результатом действия нарушителей, скрывающихся в тенях, которые Че пропустил.
Поэтому физик из Университета Седжона попытался еще раз проверить свои методы на меньшем, уточненном подмножестве «чистых» двойных звезд. Че обнаружил, что звезды-близнецы на близкой орбите ведут себя в соответствии с классической ньютоновской динамикой, так что никаких проблем здесь нет.
Но двойные звезды, разделенные более чем 2000 астрономическими единицами, по-видимому, получили «повышение скорости» при низких ускорениях, что противоречит тому, что предсказывает классическая механика, и независимо от того, была ли включена в модели гипотетическая темная материя .
«Эта гравитационная аномалия подразумевает нарушение как ньютоновской динамики, так и общей теории относительности при низких ускорениях , и поэтому имеет огромные последствия для астрофизики, космологии и фундаментальной физики», — пишет Че в своей новой статье .
«Таким образом, нельзя переоценить важность подтверждения заявленной аномалии на основе как можно большего числа независимых исследований».
Хотя два исследования одного и того же исследователя находятся на расстоянии световых лет от требований теории независимой проверки, опровергающих результаты, Че считает, что его методы надежны. Хотя он признает , что теоретические интерпретации сообщенной аномалии «широко открыты».
Однако в своей статье он также делает несколько серьезных заявлений, таких как: «Похоже, что парадигма темной материи теперь обречена на отказ» и что «стандартная космология, основанная на общей теории относительности, кажется, больше не актуальна даже в принципе».
Подобные утверждения нуждаются в смехотворно веских доказательствах, подтверждающих их, многократно воспроизведенных. Статья Че, несомненно, будет внимательно изучена его коллегами. Тем не менее, именно благодаря таким открытиям мы можем найти способ заполнить пробелы в знаниях относительно оставшихся загадок гравитации.
«Доказательства усиления гравитации в режиме низкого ускорения теперь достаточно ясны», — пишет Че , — «хотя научному сообществу следует продолжать собирать дополнительные доказательства из будущих наблюдений».