Новое исследование подтверждает гравитационную аномалию в режиме низких ускорений

Двойные звёзды как зонды природы гравитации

Новое исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal, бросает вызов пониманию гравитации в режиме низких ускорений. Работа, проведённая под руководством Кю-Хюн Чэ (Kyu-Hyun Chae) и Ксавье Эрнандеса (Xavier Hernandez), утверждает, что статистические свойства широких двойных звёзд отклоняются от ожиданий Ньютона в соответствии с предсказаниями модифицированных теорий гравитации, таких как модифицированная ньютоновская динамика (MOND).

MOND, представленная Мордехаем (Моти) Милгромом 40 лет назад, предсказывает, что гравитация усиливается примерно на 40%, когда внутреннее ускорение между вращающейся парой звёзд ниже примерно 0,1 м/с². Это отклонение от ньютоновских ожиданий было выявлено в прошлом году и подтверждено новым исследованием.

Чэ провел новый анализ, чтобы рассмотреть все поднятые до сих пор вопросы и проблемы, в частности, конкретной гравитационной аномалии в режиме низких ускорений. Он рассмотрел полный спектр образцов, включая различные фракции иерархических систем, где двойная звезда имеет внутреннюю двойную звезду, и применил различные методы, которые охватывают по сути все методы, опубликованные до сих пор.

Результаты показывают, что все методы с различными образцами дают согласованные результаты. Гравитационная аномалия, выявленная в прошлом году, оказалась надёжной. Чэ прокомментировал: «Гравитационная аномалия чётко видна в данных. Её невозможно удалить. Для многих учёных остаётся загадкой, почему гравитация усиливается примерно на 40%, когда внутреннее ускорение между вращающейся парой звёзд ниже примерно 0,1 м/с². Однако наличие и степень гравитационной аномалии были фактически предсказаны MOND или динамикой Милгрома».

MOND удовлетворяет принципу универсальности свободного падения, который впервые был предложен Галилео Галилеем в его работе «Диалог о двух главнейших системах мира» (1632). Однако MOND не постулирует принцип сильной эквивалентности, который принимают Ньютон и Эйнштейн. Это означает, что MOND рассматривает теоретические возможности, свободные от принципа сильной эквивалентности.

Хотя эти последовательные результаты и поражают, для того, чтобы сообщённая гравитационная аномалия была подтверждена как научный факт, необходимы неограниченные воспроизведения и подтверждения. Кроме того, сообщённая гравитационная аномалия должна будет постоянно лучше характеризоваться, чтобы обеспечить полезные ограничения для теорий.

Исследователи направили свои усилия на сбор новых данных и разработку методологий для этой цели. В частности, существующие результаты исследований были получены только с использованием проецируемых на небо поперечных скоростей звёзд, поскольку компоненты скорости по лучу зрения ещё не были точно измерены. Исследователи, включая Чае, планируют новые измерения радиальных скоростей звёзд.