Новые космические наблюдения не могут быть объяснены классической теорией гравитации. Эти наблюдения не могли быть объяснены законом всемирного тяготения Ньютона. Альтернативная теория гравитации могла бы дать ответ.

Астрофизики наблюдали загадочное поведение в звездных скоплениях, которое могло привести к переписыванию фундаментальных принципов теории гравитации и даже опровергнуть существование темной материи, поясняется в пресс-релизе.

Новые результаты бросают вызов существующим предубеждениям, основанным на общепринятых принципах закона всемирного тяготения Ньютона, которые объясняют крупномасштабную структуру и движения Вселенной.

Это также придает вес спорной маргинальной теории, которая смогла точно предсказать поведение, наблюдаемое группой ученых.

Наблюдения за звездными скоплениями дают удивительные результаты

Международная команда астрофизиков сделала это открытие, когда они исследовали открытые звездные скопления. Это тип звездного скопления, в котором тысячи молодых звезд рождаются в большом облаке пыли и газа. Эти скопления в конечном итоге распадаются, и новорожденные звезды формируются в два «хвоста», один из которых расположен перед скоплением, а другой позади.

“Согласно законам тяготения Ньютона, это вопрос случая, в каком из хвостов окажется потерянная звезда», — сказал доктор Ян Пфламм-Альтенбург, соавтор исследования. “Таким образом, оба хвоста должны содержать примерно одинаковое количество звезд. Однако в нашей работе мы впервые смогли доказать, что это не так: в изученных нами скоплениях передний хвост всегда содержит значительно больше звезд поблизости от скопления, чем задний хвост».

Чтобы провести свое исследование, исследователи должны были разработать метод определения того, какие звезды принадлежат к какому из хвостов скопления. Они использовали свой новый метод, названный методом Джерабковой-компактной сходящейся точки (CCP), на данных четырех открытых звездных скоплений, собранных в ходе исследований, включая миссию Gaia.

Ученые были удивлены, обнаружив, что во всех четырех скоплениях в хвосте перед скоплениями было намного больше звезд, чем в том, который тянулся позади. Их наблюдения прямо противоречили законам Исаака Ньютона.

Затем команда решила смоделировать кластер, используя другую гипотезу, называемую модифицированной ньютоновской динамикой (MOND). Согласно этой модели, эффекты гравитации сильнее при низких ускорениях, чем предполагают законы Ньютона. Проведя свое моделирование, ученые обнаружили, что предсказания модели MOND очень похожи на их реальные наблюдения.

«Проще говоря, согласно MOND, звезды могут покидать скопление через две разные двери», — сказал профессор Павел Крупа, первый автор исследования. “Один ведет к заднему приливному хвосту, другой — к переднему. Однако первый намного уже второго, поэтому менее вероятно, что звезда покинет скопление через него. С другой стороны, теория гравитации Ньютона предсказывает, что обе двери должны быть одинаковой ширины.”

Все это также согласуется с тем фактом, что наблюдалось, что звездные скопления в близлежащих галактиках растворяются быстрее, чем предсказывают законы Ньютона. Этот более быстрый темп также лучше объясняется моделью MOND.

Новые наблюдения ставят теорию темной материи под сомнение

Новое открытие может вызвать смену парадигмы в мире астрофизики, полностью изменив широко распространенную теорию об одной из крупнейших сил во Вселенной. Если модель МОНДА верна, то темной материи не существует.

Теория темной материи была впервые выдвинута в 1930-х годах для объяснения движений звезд и галактик, которые не могли быть объяснены законами тяготения Ньютона. Многие звезды и галактики двигались слишком быстро, исходя из их массы, поэтому ученые полагали, что огромное количество невидимой массы, описываемой как темная материя, должно дать ответ.

Тем не менее, теория темной материи по-прежнему широко принята, и множество косвенных свидетельств все еще указывают на ее существование. РАЗУМ, между тем, не получил широкого признания в научном сообществе, и это оспаривается многими экспертами. Однако потенциально это может измениться. Команда, стоящая за новыми выводами, заявила, что продолжит исследования, применяя модель MOND к другим наблюдениям. Если они продолжат собирать убедительные доказательства, их открытия могут иметь огромные, далеко идущие последствия для всей области физики.