Широкие двойные звезды бросают вызов теориям Ньютона и Эйнштейна

Общая теория относительности Эйнштейна, ставшая развитием закона всемирного тяготения Ньютона, до сих пор считается лучшим объяснением гравитации и устройства Вселенной. Тем не менее, в ней остаются пробелы — например, она не способна полностью объяснить гравитационные аномалии широких двойных звезд с низким ускорением.

В новом исследовании, опубликованном в журнале The Astrophysical Journal, ученые отмечают, что движение этих медленно вращающихся звезд не укладывается в модели, основанные на теориях Ньютона и Эйнштейна с включением темной материи. Вместо этого аномалии может объяснить модифицированная ньютоновская динамика (MOND) — альтернативная теория гравитации, пишет Popular Mechanics.

Напомним, что закон всемирного тяготения был представлен Исааком Ньютоном в XVII веке. Он впервые описал гравитацию в классической физике: все тела притягиваются друг к другу пропорционально своей массе. Эта теория произвела революцию в науке, однако её возможности ограничены и она не способна объяснить все гравитационные явления.

В начале XX века Альберт Эйнштейн предложил общую теорию относительности, существенно расширившую понимание гравитации. Несмотря на это, теория Эйнштейна также имеет пределы применимости — например, она не работает в сингулярности, центре черных дыр.

Авторы исследования проанализировали более 26 000 широких двойных звезд в радиусе 650 световых лет от Земли и обнаружили необычное явление. При низких орбитальных ускорениях около 0,1 нанометра в секунду в квадрате наблюдаемое ускорение звезд оказалось на 30–40% выше прогнозов, основанных на теориях Ньютона и Эйнштейна.

При ускорениях выше 10 нанометров в секунду в квадрате движение звезд полностью соответствовало стандартным моделям. Таким образом, аномалии проявляются именно при слабых ускорениях.

Стандартная модель, учитывающая темную материю, может объяснять странные движения звезд. Однако авторы исследования отмечают, что свойства этой таинственной материи остаются почти неизвестными.

Они полагают, что поведение звезд лучше всего объясняется модифицированной ньютоновской динамикой MOND, предложенной в 1983 году, которая отказывается от концепции темной материи. По словам исследователей, некоторые предположения MOND позволяют понять необычные ускорения звезд, и, возможно, это первое прямое подтверждение нарушения стандартной гравитации при слабых ускорениях.

Тем не менее теория MOND имеет свои ограничения, и ученые подчеркивают необходимость дополнительных наблюдений. Если их результаты подтвердятся, это может существенно изменить современное понимание гравитации и природы Вселенной.

Ранее "Курсор" рассказывал, что планета размером с Землю несется к своему самоуничтожению.