Гравітація підтверджена: Всесвіт діє за очікуваннями
Нові вимірювання підтверджують: гравітація діє згідно з очікуваннями
Міжнародна команда вчених провела масштабне дослідження гравітації, вивчаючи її поведінку в найбільших структурах Всесвіту. Результати, отримані під керівництвом Університету Пенсильванії, свідчать про те, що гравітація функціонує саме так, як це передбачено давно встановленими фізичними законами. Для цього дослідники використали дані з Космологічного телескопа Атакама, аби проаналізувати рух скупчень галактик на величезних космічних відстанях, як повідомляє видання Interesting Engineering.
Ключовий висновок дослідження полягає в тому, що сила тяжіння слабшає із відстанню відповідно до закону оберненої квадратичної залежності. Цей фундаментальний принцип був вперше описаний Ісааком Ньютоном у XVII столітті та згодом інтегрований у теорію загальної відносності Альберта Ейнштейна.
Ці висновки мають значні наслідки для сучасної космології. Вони не лише ставлять під сумнів альтернативні теорії, що припускають зміну гравітації на великих масштабах, але й підкріплюють гіпотезу про існування темної матерії — невидимого компонента, який, як вважається, формує космічний рух.
Астрофізик Патрісіо А. Галлардо зазначив, що сучасна астрофізика стикається з "величезною невідповідністю у космічному балансі". Він пояснив: «Коли ми дивимося на те, як зірки обертаються в галактиках або як галактики рухаються в скупченнях галактик, деякі з них, здається, рухаються занадто швидко, враховуючи кількість видимої матерії, яку вони містять».
Щоб перевірити, чи може ця невідповідність бути пов'язана з особливостями гравітації на великих відстанях, вчені аналізували ледь помітні спотворення космічного мікрохвильового фону (КМФ). Ці спотворення виникають, коли КМФ проходить крізь масивні скупчення галактик.
«Спотворення, спричинені рухом гарячого газу навколо скупчень, дозволили команді виміряти, з якою швидкістю скупчення наближаються одне до одного на відстанях у сотні мільйонів світлових років», — йдеться у публікації. Результати цих вимірювань майже повністю збіглися з прогнозами класичної фізики, не виявивши жодних відхилень у поведінці гравітації на цих масштабах.
Патрісіо Галлардо підкреслив: «Вражає те, що закон оберненої квадратичної залежності — запропонований Ньютоном у XVII столітті, а згодом включений до теорії загальної відносності Ейнштейна — і досі залишається актуальним у XXI столітті».
Це дослідження також вирішує давню загадку в космології. Спостереження показують, що зірки на краях галактик та самі галактики в скупченнях рухаються швидше, ніж це можна пояснити лише наявною видимою матерією. Галлардо пояснив: «Це головна загадка. Або гравітація поводиться інакше на дуже великих масштабах, або Всесвіт містить додаткову матерію, яку ми не можемо бачити безпосередньо».
Оскільки нові вимірювання переконливо доводять, що гравітація поводиться так, як очікувалося, ці результати підкріплюють гіпотезу про темну матерію як відсутній компонент Всесвіту.
«Це дослідження підкріплює докази того, що Всесвіт містить компонент темної матерії. Але ми досі не знаємо, з чого складається цей компонент», — наголосив Патрісіо Галлардо.
