Изненадващи признаци за нарушаване законите на гравитацията бяха открити в двойните звезди

През 1859 г. френският астроном и математик Урбен Льо Верие открива нещо странно: Меркурий се отклонява в танца си около Слънцето, като не се подчинява на закономерната прецесия, предсказана от Нютоновата физика.

Тази странна аномалия не може да бъде обяснена с каквито и да било неизвестни планети, които придърпват орбитата на Меркурий, но бе перфектно изяснена от общата теория на относителността на гениалния Алберт Айнщайн от 1915 г., която описва как гравитацията създава изкривявания в тъканта на пространство-времето.

Общата теория на Айнщайн се утвърди и запази през изминалия век, но има няколко неща във Вселената, които този модел не може да обясни. Така например, той се проваля в центровете на черните дупки и в зората на Вселената и не се съчетава лесно с квантовата механика, което кара някои физици да обмислят алтернативни варианти на функционирането на гравитацията.

Макар тези идеи да си остават само едни маргинални теории, откриването на гравитационни аномалии в отдалечени една от друга звезди близнаци при несъразмерно ниско ускорение отново поставя под въпрос общата теория на Айнщайн.

В ново изследване астрофизикът Кю-Хюн Чае от университета Седжонг в Корея анализира близо 2500 обширни двойни звездни системи, наблюдавани от космическия телескоп Gaia на Европейската космическа агенция, и стигна до заключението, че стандартната гравитация се разпада в определени места вътре в тях.

Чае за първи път съобщи, че е открил гравитационни аномалии в средата на 2023 г. при изследване на орбиталните движения на големите двойни звезди – аномалии, които според него представляват доказателство за една от теориите за модифицираната гравитация, наречена modified Newtonian dynamics (MOND) или модифицирана Нютонова динамика.

Но някои физици не се съгласиха с това и вместо това предположиха, че неговата извадка е била „замърсена“ от привличането на неоткрити близки спътници в двойните звездни системи. С други думи, по-големите от очакваното ускорения, които Чае наблюдава в някои обширни двойни звезди, са по-скоро ефект на междузвездни партньори, които се крият в сянката на звездите и които Чае е пропуснал.

Именно затова физикът от университета Седжонг отново се опитва да провери методите си в по-малка, прецизирана подгрупа от „чисти“ двойни звезди. Чае откри, че близко орбитиращите двойни звезди наистина се държат в съответствие с класическата Нютонова динамика, така че проблеми няма.

Но двойните звезди, разделени на над 2000 астрономически единици, изглежда получават „увеличение“ на скоростта при ниски ускорения, което е в противоречие с предвижданията на класическата механика и е няма значение дали в моделите е включена хипотетичната тъмна материя.

„Тази гравитационна аномалия предполага срив на Нютоновата динамика и общата теория на относителността при ниски ускорения и има огромно значение за астрофизиката, космологията и фундаменталната физика“, пише Чае в новата си статия.

„Ето защо не може да се пренебрегне значението на потвърждаването на обявената аномалия от възможно най-много независими проучвания.“

Макар че две проучвания от един и същ изследовател са на светлинни години от изискваната независима проверка на резултатите, особено когато които преобръщат теорията. Чае счита, че методите му са надеждни. Въпреки че признава, че теоретичните интерпретации на докладваната аномалия са „широко разгърнати“.

Въпреки това той прави и някои големи и съществени твърдения в своята статия, като например, че „парадигмата за тъмната материя изглежда вече обречена на изоставяне“ и че „стандартната космология, основана на общата теория на относителността, изглежда вече дори по принцип не е валидна„.

Тези твърдения се нуждаят от изключително силни доказателства, които да ги подкрепят и които да са многократно повторени. Статията на Чае несъмнено ще бъде разгледана внимателно от неговите колеги. Въпреки това именно в подобни открития можем да намерим начин да запълним празнините в познанията си за съществуващите загадки на гравитацията.

„Доказателствата за гравитационното усилване в режим на ниско ускорение вече са достатъчно ясни“, пише Чае, „въпреки това научната общност трябва да продължи да събира допълнителни доказателства от едни бъдещи наблюдения“.