Colapsul gravitațional standard raportat într-un nou studiu provoacă legea gravitației și relativitatea generală a lui Newton

Dovezile pentru prăbușirea observată a gravitației standard în limita inferioară de accelerație sunt raportate într-un nou studiu care ar putea remodela în mod fundamental înțelegerea noastră despre univers.

Studiul, realizat de profesorul de fizică și astronomie de la Universitatea Sejong, Kyu Hyun Chae, a constatat că accelerația scalară datorată gravitației, care descrie accelerația unui obiect în cădere liberă afectată de gravitația unui obiect mai mare precum Pământul, pare să rupă limita inferioară de accelerație bazată pe analiza lui Chae a dinamicii stelelor binare masive.

Chai s-a bazat pe date de la aproape 26.500 de perechi de binare în bandă largă, obținute din datele achiziționate de observatorul spațial Gaia al Agenției Spațiale Europene, acum inclus în baza de date Gaia DR3.

Pe baza descoperirilor lui Chai, stelele binare care orbitează unele în jurul celeilalte cu viteze de până la un nanometru pe secundă pătrat au prezentat un comportament neconform cu relativitatea generală, precum și cu legea gravitației lui Newton.

„Încă de la început mi s-a părut clar că gravitația poate fi testată direct și eficient prin calcularea accelerației, deoarece câmpul gravitațional în sine este accelerație”, a spus Chae într-o declarație recentă a Universității Sejong în care a anunțat descoperirile.

Chai spune că impulsul pentru noul său studiu a venit din studiile anterioare pe care le-a făcut, care implicau curbele de rotație galactică.

„Discurile galactice și binarele largi au o oarecare similitudine în orbitele lor”, spune Chai, „deși binarele largi urmează orbite foarte lungi, în timp ce moleculele de hidrogen gazos dintr-un disc galactic urmează orbite aproape circulare”.

Chai raportează că binarele largi cu accelerație scăzută de aproximativ 0,1 nanometri pe secundă pătrată prezintă o accelerație cu aproximativ 30-40% mai mare decât cea prezisă de relativitatea generală sau legea gravitației lui Newton.

Spre deosebire de „amplificarea” misterioasă a accelerației reduse pe care Chai o găsește este observația că accelerațiile de peste 10 nanometri pe secundă la pătrat acționează conform teoriilor newtoniene și einsteiniene. Cu toate acestea, aceasta nu este prima dată când se propune colapsul gravitațional record la o accelerație scăzută: în urmă cu patru decenii, fizicianul teoretician Mordehai Milgrom a propus pentru prima dată ideea, dând naștere unei teorii controversate cunoscută sub numele de Dinamica Newtoniană Modificată (MOND), cunoscută și ca în numele dinamicii milgromiane, care oferă o posibilă alternativă la teoriile cosmologice actuale referitoare la materia întunecată.

Chai observă, de asemenea, observarea unui factor de îmbunătățire de 1,4, despre care spune că a fost prezis corect de o teorie alternativă similară a gravitației numită AQUAL propusă de Milgrom împreună cu regretatul fizician Jacob Bekenstein. Chai spune că acest lucru pare în concordanță cu abaterile observate, despre care el spune că „reprezintă dovezi directe ale prăbușirii gravitației standard la accelerație slabă”.

„Această abatere sistematică este în concordanță cu factorul de îmbunătățire prezis de teoria AQUAL pentru accelerațiile cinetice pe orbite circulare sub sfera exterioară galactică”, a scris Chai într-o lucrare revizuită recent care detaliază descoperirile sale. Cu alte cuvinte, datele din observațiile binare extinse par să transmită atât colapsul dinamicii newtoniene, cât și efectul unui câmp extern așteptat în funcție de gravitația modificată.

O altă componentă cheie a descoperirilor lui Chai se referă la observația teoretică conform căreia dinamica binară largă nu ar trebui să fie afectată de prezența materiei întunecate, spre deosebire de curbele de rotație galactică. Pe baza observațiilor lui Chai, cadrul MOND este cea mai bună explicație pentru colapsul observat al gravitației standard.

Acest rezultat, în special, are implicații potențial profunde, având în vedere că anomaliile observate în ceea ce privește binarele largi pot indica necesitatea unei noi teorii care să permită o extindere a relativității generale pentru a ține cont de limita inferioară a accelerației MOND și ar putea răsturna. cel precedent. Teorii cosmologice care integrează materia întunecată și energia întunecată.

În ultimul său studiu, Chai scrie că „anomalia gravitațională din dinamica stelelor binare nu poate fi atribuită materiei întunecate, deoarece cantitatea necesară este absurdă și, prin urmare, nu există nicio modalitate de a salva teoria standard a gravitației”.

„Deoarece dinamica newtoniană se prăbușește în regimul de accelerație scăzută, relativitatea generală a lui Einstein trebuie să se prăbușească în același regim”, adaugă Zhai.

Mordehai Milgrom, întrebat dacă descoperirile controversate ale lui Chai au oferit o nouă justificare pentru ideile pe care le-a propus pentru prima dată cu zeci de ani în urmă, a fost de acord că noul studiu ar putea avea implicații profunde pentru teoriile cosmologice actuale.

„Dacă această anomalie este confirmată ca un colaps al dinamicii newtoniene și mai ales dacă într-adevăr este de acord cu cele mai directe predicții ale MOND, ar avea implicații enorme pentru astrofizică, cosmologie și fizica fundamentală în general”, a spus Milgrom într-un articol. comunicat de presă care detaliază constatările lui Chai.

„Cu acest test pe binare largi, precum și testele noastre pe clustere deschise de stele aproape de Soare, datele indică acum în mod convingător că gravitația este milgromiană, nu newtoniană”, a spus Pavel Krupa, profesor la Universitatea din Bonn și susținător al studiului. teoria milgromiană. de gravitaţie.

„Implicațiile pentru toată astrofizica sunt enorme”, a adăugat Kroupa.

Chai spune că crede că o confirmare suplimentară a descoperirilor sale va veni în următorii ani, pe măsură ce se vor acumula date mai bune și mai precise. Deocamdată, totuși, dovezile par să indice o constatare care devine din ce în ce mai greu de ignorat.

„Am examinat toate sistemele posibile așa cum este descris în lucrarea destul de lungă”, spune Chai.

„Rezultatele sunt reale”.

Chai hârtieColapsul gravitației standard Newton-Einstein la accelerație scăzută în dinamica internă a stelelor binare masive. Jurnalul de astrofizică Pe 24 iulie.

Micah Hanks este redactor-șef și co-fondator al The Debrief. Acesta poate fi contactat prin e-mail la adresa [email protected]. Continuați să lucrați micahhanks.com Și pe Twitter: @angajat.