Звездите разкриват недостатъци в закона за гравитацията на Нютон

Група смели учени сега смятат, че трябва да заменим закона за гравитацията на Нютон с нов закон.

Ако са прави, трябва да се отървем и от идеята за мистериозната тъмна материя, която определя цялата наука космология.

Тъмната материя спестява гравитацията

Исак Нютон публикува фундаменталния си трактат „Математическите принципи на естествената философия“ на 5 юли 1687 г.

Той твърди, че два обекта се привличат един друг чрез своите маси и че гравитацията намалява с увеличаване на разстоянието между тях.

Всеки път, когато разстоянието се удвои, гравитацията намалява с една четвърт. А принципът, според Нютон, важи навсякъде, от единия до другия край на Вселената.

Алберт Айнщайн се основава на закона за гравитацията на Нютон със своята обща теория на относителността от 1915 г. В нея той обяснява как възниква колективното привличане: тежките предмети извиват пространството около себе си. Например, гравитационното поле на Земята образува „дупка“ в пространството, в която Луната се върти като топче на рулетка.

Айнщайн се съгласи с Нютон, че гравитационната сила между две маси намалява до една четвърт, когато разстоянието между тях се удвои.

Тази догма обаче беше поставена под въпрос през 70-те години на миналия век, когато астрономът Вера Рубин направи изненадващо откритие: ако гравитацията се забави толкова, колкото твърдяха Нютон и Айнщайн, тогава най-външните звезди в галактиката трябва да бъдат пометени чрез въртене като водни капчици във въртене пералня.

Рубин предположи, че галактиките са заобиколени от облак от невидима тъмна материя с огромна маса, която държи външните звезди под контрол чрез тяхната гравитация.

Тъмната материя може да обясни въртенето на галактиките и да запази законите на гравитацията, които наблюденията на Рубин са покварили.

Оттогава тъмната материя се превърна в крайъгълен камък на почти всички астрономически изследвания.

Досега.

Бунтовниците се противопоставят на гигантите

Астрономите са скептични към идеята за тъмна материя. Те смятаха, че галактиките съдържат само ярките звезди и газ, които виждаме.

Най-известният критик на тъмната материя беше израелският астрофизик Мордихай Милгром. През 1983 г. той прави това, което никой астроном не е дръзнал да си помисли: той коригира закона за гравитацията на Нютон.

Резултатът: теория, наречена MOND (модифицирана нютонова динамика). Според MOND законът на Нютон се прилага в малки космически мащаби, като например в Слънчевата система, но не и на десетки хиляди светлинни години.

Тази теория може да хвърли космологията в дълбока криза, защото поставя под въпрос самата гравитация.

Интересът към МОНД беше много скромен, но сега расте. Това е така, защото физиците търсят тъмна материя в подземни детектори в продължение на десетилетия и се опитват да я произведат в най-големия ускорител в света, LHC – без успех.

Така че все още няма конкретни доказателства за съществуването на тъмна материя.

Звездните купове игнорират Нютон

Телескопът Gaia беше изстрелян през 2013 г. и оттогава е картографирал два милиарда звезди в Млечния път.

Наблюденията на Gaia на пет купа млади звезди близо до Слънцето предоставят най-силния аргумент досега срещу Нютон и одобрението на MOND.

Хребетът се намира на 28 000 светлинни години от сърцето на Млечния път, достатъчно далеч, за да покаже дали движението на звездите е в съответствие със закона на Нютон за гравитацията или MOND.

В звездните купове около хиляда звезди се раждат почти едновременно в голям облак от газ. Първоначално тя е изпъкнала, но докато се върти заедно с галактиката, се разтяга поради гравитацията на звездите в ядрото на галактиката.

Звездният куп става толкова удължен, че звездите експлодират в краищата. Според законите на гравитацията както на Нютон, така и на Айнщайн, тези две групи звезди трябва да са с еднакъв размер, но според наблюденията на Гая има повече купчини на „предната врата“ на Петицата, отколкото на „задната врата“.

Наблюденията на Gaia са в съответствие с MOND, който прогнозира, че гравитацията е по-ниска на големи разстояния, отколкото твърдят Нютон и Айнщайн.

Засилената гравитация от центъра на Млечния път изтегля повече звезди през предната врата на стека и забавя транспортирането през задната врата.

Сега изследователски екип, ръководен от астрофизика Павел Крупа от Карловия университет в Прага, ще разгледа повече звездни купове, използвайки Gaia, за да определи дали всички се вслушват в спорната теория.

Ако е така, теорията на Нютон може да отиде на бунището заедно с тъмната материя и цялата съвременна космология.

Или както каза Павел Крупа в интервю за нов свят При публикуването на откритията на неговия екип: „Ако теорията на MOND е вярна, тогава всички текущи изчисления за галактиките са грешни. След това се връщаме към началото и трябва да преоткрием космологията.