Масштабне космічне дослідження підтвердило, що гравітація поводиться відповідно до передбачень класичних фізичних законів навіть на рівні найбільших структур Всесвіту. Отримані результати додатково підтримують теорію темної матерії як ключового чинника, що визначає рух космічних об’єктів.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Команда науковців під керівництвом Університету Пенсильванії використала дані телескопа Atacama Cosmology Telescope для аналізу переміщення скупчень галактик на величезних відстанях. Дослідження показало, що сила гравітації зменшується з відстанню у відповідності до закону обернених квадратів, сформульованого Ісааком Ньютоном і пізніше інтегрованого в Загальну теорію відносності Альберта Ейнштейна. Ці результати суперечать альтернативним підходам, які припускають зміну властивостей гравітації на великих масштабах, і натомість посилюють гіпотезу про існування невидимої складової, яка впливає на космічну динаміку, а саме темної матерії.
Патрісіо А. Гальярдо зазначив, що астрофізика тривалий час стикається із суттєвим розходженням у «космічному балансі». За його словами, під час спостереження за орбітами зірок у галактиках або рухом галактик у скупченнях виявляється, що деякі з них рухаються значно швидше, ніж це можна пояснити видимою масою.
Щоб перевірити, чи може сама гравітація бути причиною цієї невідповідності, дослідники проаналізували незначні викривлення реліктового випромінювання, які виникають під час проходження через масивні скупчення галактик. Такі спотворення, спричинені рухом гарячого газу навколо скупчень, дали змогу визначити швидкість, з якою ці структури зближуються одна з одною на відстанях у сотні мільйонів світлових років. Отримані вимірювання практично повністю збіглися з прогнозами як класичної, так і релятивістської фізики, не продемонструвавши жодних ознак того, що гравітація поводиться інакше, ніж очікується на таких масштабах.
Гальярдо підкреслив, що вражає той факт, що закон обернених квадратів, запропонований Ньютоном ще у XVII столітті та згодом включений до Загальної теорії відносності Ейнштейна, залишається актуальним і у XXI столітті. Дослідження також стосується давньої проблеми космології. Спостереження неодноразово показували, що зірки на периферії галактик і самі галактики у складі скупчень рухаються швидше, ніж це дозволяє пояснити лише видима матерія. Гальярдо пояснив, що суть проблеми полягає у двох можливих варіантах: або гравітація змінює свою поведінку на надвеликих масштабах, або у Всесвіті існує додаткова форма матерії, яку неможливо безпосередньо спостерігати.
Оскільки нові дані підтверджують стандартну поведінку гравітації, вони посилюють аргументи на користь темної матерії як відсутнього компонента. Гальярдо наголосив, що це дослідження підкріплює докази існування темної матерії у Всесвіті, однак її природа досі залишається невідомою. Крім того, отримані результати накладають обмеження на такі теорії, як модифікована ньютонівська динаміка, які намагаються пояснити космічні рухи через зміну законів гравітації.
Завдяки розширенню перевірок гравітації на відстані, що значно перевищують масштаби окремих галактик, ця робота стала однією з найповніших підтверджень стандартних космологічних моделей на сьогодні. Подальші спостереження із використанням деталізованіших карт реліктового випромінювання та масштабніших оглядів галактик можуть уточнити ці результати та дозволити перевіряти гравітацію з ще вищою точністю. Гальярдо також зазначив, що попри значну кількість відкритих питань, гравітація залишається однією з найпривабливіших сфер наукових досліджень.
Команда науковців під керівництвом Університету Пенсильванії використала дані телескопа Atacama Cosmology Telescope для аналізу переміщення скупчень галактик на величезних відстанях. Дослідження показало, що сила гравітації зменшується з відстанню у відповідності до закону обернених квадратів, сформульованого Ісааком Ньютоном і пізніше інтегрованого в загальну теорію відносності Альберта Ейнштейна.
Ці результати суперечать альтернативним підходам, які припускають зміну властивостей гравітації на великих масштабах, і натомість посилюють гіпотезу про існування невидимої складової, яка впливає на космічну динаміку, а саме темної матерії. Патрісіо А. Гальярдо зазначив, що астрофізика тривалий час стикається із суттєвим розходженням у «космічному балансі». За його словами, під час спостереження за орбітами зірок у галактиках або рухом галактик у скупченнях виявляється, що деякі з них рухаються значно швидше, ніж це можна пояснити видимою масою.
Щоб перевірити, чи може сама гравітація бути причиною цієї невідповідності, дослідники проаналізували незначні викривлення реліктового випромінювання, які виникають під час проходження через масивні скупчення галактик. Такі спотворення, спричинені рухом гарячого газу навколо скупчень, дали змогу визначити швидкість, з якою ці структури зближуються одна з одною на відстанях у сотні мільйонів світлових років. Отримані вимірювання практично повністю збіглися з прогнозами як класичної, так і релятивістської фізики, не продемонструвавши жодних ознак того, що гравітація поводиться інакше, ніж очікується на таких масштабах.
Гальярдо підкреслив, що вражає той факт, що закон обернених квадратів, запропонований Ньютоном ще у XVII столітті та згодом включений до загальної теорії відносності Ейнштейна, залишається актуальним і у XXI столітті. Дослідження також стосується давньої проблеми космології. Спостереження неодноразово показували, що зірки на периферії галактик і самі галактики у складі скупчень рухаються швидше, ніж це дозволяє пояснити лише видима матерія. Гальярдо пояснив, що суть проблеми полягає у двох можливих варіантах: або гравітація змінює свою поведінку на надвеликих масштабах, або у Всесвіті існує додаткова форма матерії, яку неможливо безпосередньо спостерігати.
Оскільки нові дані підтверджують стандартну поведінку гравітації, вони посилюють аргументи на користь темної матерії як відсутнього компонента. Гальярдо наголосив, що це дослідження підкріплює докази існування темної матерії у Всесвіті, однак її природа досі залишається невідомою. Крім того, отримані результати накладають обмеження на такі теорії, як модифікована ньютонівська динаміка, які намагаються пояснити космічні рухи через зміну законів гравітації.
Завдяки розширенню перевірок гравітації на відстані, що значно перевищують масштаби окремих галактик, ця робота стала однією з найповніших підтверджень стандартних космологічних моделей на сьогодні. Подальші спостереження можуть уточнити ці результати та дозволити перевіряти гравітацію з ще вищою точністю. Гальярдо також зазначив, що попри значну кількість відкритих питань, гравітація залишається однією з найпривабливіших сфер наукових досліджень.
Читайте також:
- Пил, світло і гравітація: що побачив Вебб у серці галактики Циркуль
- Космічний парадокс: Дві «мертві» зірки ламають закони космосу