Закон Ньютона подтвердил гравитацию на масштабах Вселенной с Патрицио Гальярдо

Закон тяготения Ньютона прошёл наиболее масштабную на сегодняшний день проверку в космологических условиях, охвативших сотни миллионов световых лет. Наблюдения за движением галактических скоплений в далёких областях Вселенной подтвердили, что гравитационное взаимодействие соответствует описанию, сформулированному Исааком Ньютоном в XVII веке и дополненному в общей теории относительности Альберта Эйнштейна.

Согласно закону всемирного тяготения, любые два тела во Вселенной притягиваются с силой, зависящей от их массы и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Новые измерения показали, что это правило сохраняется и на гигантских космологических масштабах, где расстояния достигают миллиардов световых лет.

В исследование вошёл участок пространства на дистанции примерно от 5 до 7 миллиардов световых лет. Анализ охватил около 686 тысяч галактик, значительная часть которых входит в состав крупных скоплений. Эти структуры используются как естественные лаборатории для изучения гравитации в условиях экстремальных масштабов.

Для определения скорости движения скоплений применили кинематический эффект Сюняева–Зельдовича, связанный с тем, как реликтовое излучение взаимодействует с горячим газом внутри галактических скоплений. Изменения в сигнале космического микроволнового фона позволяют определить скорость движения объекта в момент прохождения фотонов через него.

При возможных изменениях теории гравитации ожидалось бы, что сила притяжения на больших расстояниях убывает медленнее, чем предсказывает закон Ньютона. Однако результаты показали обратную картину: гравитация ослабевает с расстоянием именно так, как описывают классические и релятивистские модели.

Полученные данные также согласуются с существованием тёмной материи — вещества, которое не испускает и не поглощает свет, но проявляет себя через гравитационное воздействие. По современным оценкам, около 85 процентов всей материи во Вселенной приходится на этот невидимый компонент.

Несмотря на подтверждение стандартного описания гравитации, остаётся открытым вопрос о природе тёмной материи. Исследователи отмечают, что либо законы гравитации одинаковы на всех масштабах, либо во Вселенной существует неизвестная форма материи, взаимодействующая только через гравитацию.

Ведущий автор исследования Патрицио Гальярдо отметил, что согласование наблюдений с законом обратных квадратов, предложенным Ньютоном и включённым в общую теорию относительности, подтверждает устойчивость современных представлений о гравитации даже в условиях XXI века.

Читайте также: