Закон всемирного тяготения Ньютона выдержал масштабные испытания

Гравитационный закон обратных квадратов, сформулированный Исааком Ньютоном более трёх веков назад, впервые удалось проверить на самых крупных объектах Вселенной. Международная группа астрофизиков под руководством Патрисио Гальярдо из Пенсильванского университета подтвердила, что этот принцип работает даже на расстояниях в сотни миллионов световых лет. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters (18+).

Исследователи использовали данные Слоановского цифрового обзора неба, картографировавшего миллионы галактик, и измерения скоростей скоплений, выполненные Атакамским космологическим телескопом в Чили. Скорости определялись по кинематическому эффекту Сюняева — Зельдовича: фотоны реликтового излучения, проходя сквозь скопление, получают или теряют энергию в зависимости от его движения.

Чтобы исключить искажения от расширения Вселенной и темной энергии, учёные отобрали скопления, находящиеся на расстоянии от 5,6 до 7,7 млрд световых лет. На дистанциях от 80 до 800 млн световых лет сила гравитации менялась пропорционально расстоянию в степени 2,1 с погрешностью 0,3, что полностью согласуется с ньютоновской формулой.

Семьи уходят за город: спрос на загородные дома резко вырос в Подмосковье

Работа стала серьёзным аргументом против модифицированной ньютоновской динамики (MOND), которая для объяснения кривых вращения галактик без привлечения темной материи предсказывает на космологических масштабах зависимость вида "единица, делённая на расстояние", а не на квадрат расстояния. Новые данные, по словам авторов, наносят по теории ещё один удар.

Кроме фундаментального результата, исследование продемонстрировало эффективность методики kSZ для измерения скоростей далёких скоплений. Эту технику продолжит использовать обсерватория Саймонса, которая уже начала сбор данных. Ожидается, что она поможет точнее отслеживать эволюцию тёмной энергии и историю расширения Вселенной.