Überraschende Anzeichen eines Zusammenbruchs der Schwerkraftgesetze in Zwillingssternen entdeckt: ScienceAlert

1859 entdeckte es der französische Astronom und Mathematiker Urban Le Verrier Ich habe etwas Seltsames entdeckt: Merkur hat bei seinem Tanz um die Sonne einen Fehler gemacht und sich der von ihm vorhergesagten geordneten Initiative widersetzt Newtonsche Physik.

Diese seltsame Anomalie kann nicht durch die Anwesenheit unbekannter Planeten erklärt werden, die an der Umlaufbahn von Merkur ziehen; Erst durch die 1915 vom Physiker Albert Einstein entwickelte Allgemeine Relativitätstheorie, die beschreibt, wie die Schwerkraft Kurven im Raum-Zeit-Gefüge erzeugt.

Einsteins allgemeine Theorie hat sich über das gesamte Jahrhundert hinweg bewährt, aber es gibt einige Dinge im Universum, die sein erstaunliches Modell nicht erklären kann. Sie zerfallen beispielsweise in den Zentren von Schwarzen Löchern und zu Beginn des Universums und passen nicht ohne weiteres in die Quantenmechanik, was einige Physiker dazu veranlasst Erfordert alternatives Denken Darüber, wie die Schwerkraft funktioniert.

Während es sich bei diesen Ideen noch um Randtheorien handelt, stellt die Entdeckung von Gravitationsanomalien in getrennten Zwillingssternen in großem Maßstab und mit sehr geringer Beschleunigung erneut eine Herausforderung für Einsteins allgemeine Theorie dar.

In einer neuen Studie analysierte der Astrophysiker Kyu Hyun Chae von der Sejong-Universität in Korea fast 2.500 massereiche Sterne. Doppelsternsysteme Sie wurden vom Gaia-Weltraumteleskop der Europäischen Weltraumorganisation beobachtet und kamen zu dem Schluss, dass die normale Schwerkraft an bestimmten Punkten in ihnen zusammenbricht.

Zhai berichtete erstmals über die Entdeckung einer Gravitationsanomalie Mitte 2023 In einer Studie über die Umlaufbewegungen massiver Doppelsterne wurden die Anomalien, von denen angenommen wurde, dass sie Beweise für eine einzige Theorie der modifizierten Schwerkraft darstellen, genannt Modifizierte Newtonsche Dynamik (mond).

Einige Physiker waren jedoch anderer Meinung Schlagen Sie stattdessen vor Seine Probe wurde durch ihre unentdeckten nahen Begleiter in Doppelsternsystemen „kontaminiert“. Mit anderen Worten: Die von Chai in einigen der weiten Doppelsterne beobachteten stärker als erwarteten Beschleunigungen waren wahrscheinlich das Ergebnis des Einflusses von Eindringlingen, die sich in den Schatten befanden, die Chai übersah.

Deshalb versuchte der Physiker der Sejong-Universität, seine Methoden erneut an einer kleineren Teilmenge „reiner“ Doppelsterne zu testen. Zhai fand heraus, dass sich die einander umkreisenden Zwillingssterne im Einklang mit der klassischen Newtonschen Dynamik verhielten, sodass es hier keine Probleme gab.

Aber Doppelsterne, die mehr als 2.000 AE voneinander entfernt sind, scheinen bei niedrigen Beschleunigungen einen Geschwindigkeitsschub zu erfahren, was im Gegensatz zu den Vorhersagen der klassischen Mechanik steht und unabhängig davon, ob hypothetische Dunkle Materie in den Modellen enthalten ist.

„Diese Gravitationsanomalie weist auf einen Zusammenbruch sowohl der Newtonschen Dynamik als auch der Allgemeinen Relativitätstheorie bei geringer Beschleunigung hin und hat daher enorme Auswirkungen auf die Astrophysik, Kosmologie und Grundlagenphysik.“ Er schreibt in seiner neuen Arbeit.

„Daher kann man nicht genug betonen, wie wichtig es ist, die angebliche Anomalie durch möglichst viele unabhängige Studien zu bestätigen.“

Während zwei Studien desselben Forschers Lichtjahre von einer unabhängigen Validierungstheorie entfernt sind, die die Ergebnisse umkehrt, glaubt Chai, dass seine Methoden robust sind. Obwohl es er gesteht nicht Theoretische Erklärungen für die gemeldete Anomalie seien „völlig offen“.

Es wird jedoch auch gemacht Einige große Ansprüche In seiner Arbeit stellte er fest, dass „das Modell der Dunklen Materie nun dazu verdammt zu sein scheint, aufgegeben zu werden“ und dass „die auf der allgemeinen Relativitätstheorie basierende Standardkosmologie offenbar nicht mehr gültig ist, nicht einmal im Prinzip.“

Solche Behauptungen erfordern lächerlich starke Beweise, um sie zu untermauern, und sie müssen mehrmals wiederholt werden. Zweifellos wird Chais Artikel von seinen Kollegen genau unter die Lupe genommen. Mit Ergebnissen wie diesen könnten wir jedoch einen Weg finden, unsere Wissenslücken über die verbleibenden Geheimnisse der Schwerkraft zu schließen.

„Die Beweise für eine erhöhte Schwerkraft im Bereich niedriger Beschleunigung sind jetzt eindeutig genug“, sagte Chi schreiben„Obwohl die wissenschaftliche Gemeinschaft weiterhin weitere Beweise aus zukünftigen Beobachtungen sammeln sollte.“

Die Studie wurde veröffentlicht in Astrophysikalisches Journal.