Новое исследование представляет убедительные доказательства нарушения стандартной гравитации в нижнем пределе ускорения, основанные на анализе орбитальных движений широких двойных звезд, удаленных друг от друга, что обычно называется широкими двойными звездами в астрономии. Автором исследования является Кю-Хюн Че, профессор физики и астрономии Университета Седжон в Сеуле. Исследование базируется на данных о до 26 500 широких двойных системах в пределах 650 световых лет, собранных космическим телескопом Gaia Европейского космического агентства.
Чтобы улучшить точность, Че сосредоточился на гравитационных ускорениях широких двойных звезд в зависимости от расстояния или орбитального периода. Для этого был использован метод Монте-Карло для депроекции наблюдаемых движений в трехмерное пространство. Интересно, что Че также учел скрытые вложенные внутренние двойные системы, что отличает его исследование от других.
Результаты исследования показывают, что при ускорениях ниже одного нанометра в секунду в квадрате двойные звезды начинают отклоняться от предсказаний закона тяготения Ньютона и общей теории относительности Эйнштейна. Этот эффект особенно ярко проявляется при ускорениях ниже 0,1 нанометра в секунду в квадрате, где наблюдаемое ускорение на 30-40% превышает предсказание Ньютона и Эйнштейна. Эти отклонения имеют высокую статистическую значимость и соответствуют стандартным критериям научного открытия.
Однако при ускорениях более 10 нанометров в секунду в квадрате наблюдаемые результаты согласуются с теоретическими предсказаниями Ньютона и Эйнштейна. Необычно то, что нарушение теории Ньютона-Эйнштейна при более низких ускорениях было предложено более 40 лет назад физиком-теоретиком Мордехаем Милгромом, и это предложение оказалось весьма актуальным в данном исследовании.
Че также обнаружил, что коэффициент усиления около 1,4, предсказанный лагранжевой теорией гравитации типа MOND, правильно объясняет результаты исследования. Эта теория также предсказывает эффект внешнего поля от галактики Млечный Путь. Эти результаты указывают на нарушение ньютоновской динамики и подтверждают теорию модифицированной гравитации.
Исследование имеет глубокие последствия для астрофизики, теоретической физики и космологии. Оно может потребовать новой теории, которая расширила бы общую теорию относительности до предела MOND с низкими ускорениями. Эти результаты также могут оказать влияние на концепции темной материи и темной энергии, так как MOND приводит к необходимости меньшего количества темной материи в галактиках.
Итак, исследование Че открывает новую главу в понимании гравитации и возможно потребует пересмотра существующих теорий.
