Вы когда-нибудь задумывались, работает ли гравитация одинаково везде? Ньютон открыл свой закон, глядя на падающее яблоко. Эйнштейн дополнил его теорией относительности.
Но что, если на огромных расстояниях, между галактиками, гравитация ведёт себя иначе? Учёные проверили это. И результат оказался неожиданным.
Самый большой эксперимент в истории
Исследователи из Пенсильванского университета использовали телескоп Atacama Cosmology Telescope в Чили. Его высота — 10–15 метров, что сопоставимо с высотой пятиэтажного дома. Было изучено движение сотен тысяч скоплений галактик. Расстояния между ними — сотни миллионов световых лет.
Исследователи применили интересный метод. космосе есть реликтовое излучение — древнее микроволновое «эхо», оставшееся после Большого взрыва. Его не увидеть глазами, но его можно измерить с помощью чувствительных телескопов. Проходя через скопления галактик, реликтовое излучение немного меняется. По этим изменениям учёные и определяют, как быстро движутся скопления.
Исследователи сопоставили эти данные с картами распределения галактик. И получили зависимость скорости от расстояния.
Закон Ньютона говорит: сила притяжения между объектами убывает обратно пропорционально квадрату расстояния. Чем дальше объекты, тем слабее они притягиваются.
Ньютон оказался прав. Но это создало новую загадку
Альтернативная теория MOND предсказывала другое. Согласно ей, гравитация должна убывать медленнее. Но данные телескопа показали обратное. Гравитация ведёт себя ровно так, как предсказывали Ньютон и Эйнштейн.
«Замечательно, что закон обратных квадратов, предложенный Ньютоном в XVII веке, сохраняет свою силу в XXI веке», — говорит физик Патрисио Гальярдо.
Но именно это создало новую загадку. Учёные давно заметили странность. Звёзды на окраинах галактик движутся слишком быстро. Их скорость не соответствует видимой массе. То же самое происходит в скоплениях галактик.
Это указывает на одно из двух. Либо существуют невидимые массы — тёмная материя. Либо законы гравитации нужно пересмотреть.
Новое исследование подтверждает: гравитация работает как надо. А значит, аномалии объясняются тёмной материей. Но что это за материя — пока неизвестно.
«Мы всё ещё не знаем, из чего она состоит», — признаётся Гальярдо.
Что скрывает тёмная материя
Обсерватория Саймонса, преемник телескопа ACT, продолжит исследования. Она проверит гравитацию на расстояниях до миллиарда световых лет. Гравитация остаётся одной из самых загадочных сил во Вселенной.
Данные для этого исследования собирали 15 лет. 40 учёных из разных стран работали над проектом. Результат показал: Вселенная устроена проще, чем казалось. Но эта простота открывает новые вопросы.
А вы верите, что мы когда-нибудь увидим тёмную материю? Или она так и останется невидимой? Расскажите в комментариях.
Подписывайтесь на канал Oceanolog, чтобы следить за новыми открытиями.
Узнайте больше о космических исследованиях на сайте oceanolog.ru