Гравитация – фундаментальная сила, управляющая движением планет, звезд и галактик. Мы привыкли к ее законам, изложенным Ньютоном и развитым Эйнштейном. Однако, когда дело доходит до крайне слабых гравитационных полей, наблюдаемых при ускорении менее 1 нанометра в секунду в квадрате, картина становится расплывчатой. В этом «загадочном» режиме, словно в тумане, скрываются тайны, которые могут перевернуть наше представление о самой природе Вселенной.
Двойные звезды – ключом к тайне
Широкие двойные звездные системы, вращающиеся друг вокруг друга на огромных расстояниях, выступают как уникальные «датчики» гравитации в этом слабоускоренном режиме. Именно они могут раскрыть нам секреты, которые скрываются от нас при обычных наблюдениях.
- Почему важно изучать слабую гравитацию?
- MOND – альтернативная модель
Понимание гравитации в этом режиме критически важно для астрофизики, космологии и самой физики. Отклонения от ньютоновских ожиданий здесь могли бы потребовать модификации общей теории относительности Эйнштейна, несмотря на ее блестящие успехи в других областях.
В этой области особую роль играет теория, предложенная Моти Милгромом 40 лет назад – модифицированная ньютоновская динамика (MOND). Она предлагает альтернативный взгляд на гравитацию при низких ускорениях и уже сейчас успешно объясняет некоторые наблюдаемые аномалии.
Новые измерения: подтверждение MOND?
Два независимых исследования, проведенные Кю-Хен Чэ и Ксавьером Эрнандесом, привели к сенсационному результату. Анализируя данные Европейского космического агентства Gaia о широких двойных звездах, они обнаружили отклонения от ньютоновских предсказаний – именно те, которые MOND предсказывал!
Эти результаты, словно голоса из глубин Вселенной, указывают на то, что гравитация может вести себя иначе, чем мы привыкли думать, при очень слабых ускорениях. Чэ, чтобы убедиться в достоверности своих выводов и ответить на критику коллег, провел новый, более глубокий анализ, используя все доступные методы и различные выборки данных.
“Гравитационная аномалия четко зафиксирована в данных. Ее невозможно удалить. Для многих ученых остается загадкой, почему гравитация увеличивается примерно на 40%, когда внутреннее ускорение между парой звезд, вращающихся по орбитам, меньше примерно 0,1 нанометра в секунду в квадрате. Однако наличие и степень этой аномалии были фактически предсказаны MOND или Milgromian dynamics,” – говорит Чэ.
Представьте себе, что гравитация словно меняет свой характер при очень слабых ускорениях, как будто переключаясь на другой режим работы. Это открытие может означать революцию в физике, подобную тому, что произошла с появлением теории относительности Эйнштейна.
MOND vs. классическая гравитация: принципиальные различия
MOND предлагает иной взгляд на фундаментальный принцип эквивалентности, который постулируют Ньютон и Эйнштейн. В отличие от них, MOND не ограничивает себя строгим принципом эквивалентности, допускает возможность того, что внешнее гравитационное поле может влиять на внутреннюю динамику системы в особых условиях.
Это означает, что широкие двойные звезды, падающие во внешнем поле Млечного Пути, могут вести себя иначе, чем предсказывают классические теории. MOND предсказывает отклонение от ньютоновских законов именно на величину, зависящую от силы этого внешнего поля – и это отклонение, как показали новые измерения, действительно наблюдается.
Путь к новым открытиям
Несмотря на убедительность результатов, перед научным сообществом стоит задача подтвердить эти выводы с помощью новых наблюдений и более совершенных методов. Ключевым фактором является измерение скоростей звезд по прямой видимости, которые пока не были точно определены. Исследователи, включая Чэ, уже работают над этим.
Путь к полному пониманию гравитации в слабом ускоренном режиме еще полон приключений и открытий. Но каждое новое измерение, каждая уточненная модель приближают нас к разгадке этой таинственной стороны Вселенной.
