Yeni bir çalışmada bildirilen standart yerçekimi çöküşü, Newton’un yerçekimi yasasına ve genel göreliliğe meydan okuyor

Evren anlayışımızı temelden yeniden şekillendirebilecek yeni bir çalışmada, standart yerçekiminin alt ivme sınırına gözlemlenen çöküşünün kanıtı bildirildi.

Sejong Üniversitesi Fizik ve Astronomi Profesörü Kyu Hyun Chae tarafından yürütülen çalışma, Dünya gibi daha büyük bir nesnenin yerçekiminden etkilenen serbest düşüşteki bir nesnenin ivmesini tanımlayan yerçekimine bağlı skaler ivmenin, Dünya gibi daha büyük bir nesnenin yerçekimini kırıyor gibi göründüğünü buldu. Chae’nin büyük ikili yıldızların dinamiklerine ilişkin analizine dayanan alt ivme limiti.

Chai, şu anda Gaia DR3 veritabanına dahil olan Avrupa Uzay Ajansı’nın Gaia uzay gözlemevi tarafından elde edilen verilerden elde edilen yaklaşık 26.500 çift geniş bant ikili dosyasından elde edilen verilere dayanıyordu.

Chai’nin bulgularına göre, saniyede bir nanometre kare kadar düşük hızlarla birbirlerinin yörüngesinde dönen ikili yıldızlar, genel görelilik ve Newton’un yerçekimi yasası ile tutarsız davranışlar sergilediler.

Chae, Sejong Üniversitesi tarafından bulguları açıklayan yakın tarihli bir açıklamada, “En başından beri, yerçekiminin ivmeyi hesaplayarak doğrudan ve etkili bir şekilde test edilebileceği bana açık görünüyordu, çünkü yerçekimi alanının kendisi ivmedir.”

Chai, yeni çalışmasının itici gücünün, galaktik dönüş eğrilerini içeren önceki çalışmalardan geldiğini söylüyor.

Chai, “Galaktik diskler ve geniş ikili dosyalar yörüngelerinde bazı benzerlikler paylaşıyor,” diyor, “gerçi geniş ikili dosyalar çok uzun yörüngeleri takip ederken, galaktik bir diskteki hidrojen gazı molekülleri neredeyse dairesel yörüngeleri takip ediyor.”

Chai, saniyede yaklaşık 0,1 nanometrelik düşük ivmeye sahip geniş ikili dosyaların, genel görelilik veya Newton’un yerçekimi yasası tarafından tahmin edilenden yaklaşık% 30-40 daha fazla ivme sergilediğini bildiriyor.

Chai’nin bulduğu azaltılmış ivmedeki gizemli “artışın” aksine, saniyede 10 nanometre karenin üzerindeki ivmelerin Newton ve Einstein teorilerine göre hareket ettiği gözlemidir. Bununla birlikte, düşük ivmede yerçekimi rekoru çökmesi ilk kez önerilmiyor: kırk yıl önce, teorik fizikçi Mordehai Milgrom bu fikri ilk kez ortaya attı ve Modifiye Newton Dinamiği (MOND) olarak da bilinen tartışmalı bir teoriye yol açtı. Karanlık maddeyle ilgili mevcut kozmolojik teorilere olası bir alternatif sunan Milgrom dinamikleri adına olduğu gibi.

Chai ayrıca, Milgrom ve merhum fizikçi Jacob Bekenstein tarafından önerilen AQUAL adlı benzer bir alternatif yerçekimi teorisi tarafından doğru bir şekilde tahmin edildiğini söylediği 1.4’lük bir artırma faktörünün gözlemine de dikkat çekiyor. Chai, bunun “zayıf ivmede standart yerçekiminin çöküşünün doğrudan kanıtını temsil ettiğini” söylediği gözlemlenen sapmalarla tutarlı göründüğünü söylüyor.

Chai, bulgularını detaylandıran yakın zamanda gözden geçirilmiş bir makalesinde, “Bu sistematik sapma, galaktik dış kürenin altındaki dairesel yörüngelerdeki kinetik ivmeler için AQUAL teorisi tarafından tahmin edilen geliştirme faktörü ile tutarlıdır.” Başka bir deyişle, kapsamlı ikili gözlemlerden elde edilen veriler, hem Newton dinamiklerinin çöküşünü hem de değiştirilmiş yerçekimine göre beklenen bir dış alanın etkisini aktarıyor gibi görünüyor.

Chai’nin bulgularının bir diğer önemli bileşeni, galaktik dönme eğrilerinin aksine, geniş ikili dinamiklerin karanlık maddenin varlığından etkilenmemesi gerektiğine dair teorik gözlemle ilgilidir. Chai’nin gözlemlerine dayanarak, MOND çerçevesi, standart yerçekiminin gözlenen çöküşü için en iyi açıklamadır.

Bu sonucun, özellikle, geniş ikililerle ilgili olarak gözlemlenen anormalliklerin, MOND ivmesinin alt sınırını hesaba katmak için genel göreliliğin genişletilmesine izin verecek ve tersine çevirebilecek yeni bir teoriye duyulan ihtiyacı gösterebileceği göz önüne alındığında, potansiyel olarak derin çıkarımları vardır. bir önceki. Karanlık madde ve karanlık enerjiyi bütünleştiren kozmolojik teoriler.

Chai son çalışmasında, “ikili yıldızların dinamiklerindeki yerçekimi anomalisinin karanlık maddeye atfedilemeyeceğini çünkü gereken miktar saçma olduğunu ve bu nedenle standart yerçekimi teorisini kurtarmanın hiçbir yolu olmadığını” yazıyor.

Zhai, “Newton dinamikleri düşük ivmeli rejimde çöktüğü için, Einstein’ın genel göreliliği de aynı rejimde çökmelidir” diye ekliyor.

Mordehai Milgrom’a, Chai’nin tartışmalı bulgularının, ilk olarak onlarca yıl önce öne sürdüğü fikirler için yeni doğrulama sağlayıp sağlamadığı sorulduğunda, yeni çalışmanın mevcut kozmolojik teoriler için derin çıkarımlara sahip olabileceği konusunda hemfikirdi.

Milgrom, “Eğer bu anormallik Newton dinamiklerinin bir dökümü olarak doğrulanırsa ve özellikle MOND’un en doğrudan tahminleriyle gerçekten aynı fikirdeyse, bunun astrofizik, kozmoloji ve genel olarak temel fizik için çok büyük sonuçları olacaktır.” Chai’nin bulgularını detaylandıran basın açıklaması.

Bonn Üniversitesi’nden bir profesör ve bir savunucusu olan Pavel Krupa, “Geniş ikili dosyalar üzerindeki bu testin yanı sıra Güneş’e yakın açık yıldız kümeleri üzerindeki testlerimizle, veriler şimdi ikna edici bir şekilde yerçekiminin Newton değil, Milgromian olduğunu gösteriyor” dedi. Milgrom teorisi. yerçekimi.

Kroupa, “Tüm astrofizik için çıkarımlar çok büyük” diye ekledi.

Zhai, bulgularının daha fazla doğrulanmasının önümüzdeki yıllarda daha iyi ve daha doğru veriler biriktikçe geleceğine inandığını söylüyor. Ancak şimdilik, kanıtlar göz ardı edilmesi zorlaşan bir bulguya işaret ediyor gibi görünüyor.

Chai, “Oldukça uzun makalede açıklanan tüm olası sistematiği inceledim” diyor.

“Sonuçlar gerçek.”

Çay kağıtBüyük ikili yıldızların iç dinamiklerinde düşük ivmede standart Newton-Einstein yerçekiminin çökmesi. Astrofizik Dergisi 24 Temmuz’da.

Micah Hanks, The Debrief’in baş editörü ve kurucu ortağıdır. adresinden e-posta yoluyla ulaşılabilir. [email protected]. üzerinde çalışmaya devam et micahhanks.com Ve Twitter’da: @çalışan.