Tanda-tanda mengejutkan dari runtuhnya hukum gravitasi ditemukan pada bintang kembar: ScienceAlert

Pada tahun 1859, astronom dan matematikawan Perancis Urban Le Verrier menemukannya Saya menemukan sesuatu yang aneh: Merkurius menjadi kacau dalam tariannya mengelilingi matahari, menentang inisiatif yang telah diramalkannya Fisika Newton.

Anomali aneh ini tidak dapat dijelaskan dengan adanya planet tak dikenal yang menarik orbit Merkurius; Hanya melalui teori relativitas umum yang dikembangkan oleh fisikawan Albert Einstein pada tahun 1915, yang menggambarkan bagaimana gravitasi menciptakan kurva pada struktur ruang-waktu.

Teori umum Einstein tetap kuat sepanjang abad ini, namun ada beberapa hal tentang alam semesta yang tidak dapat dijelaskan oleh model menakjubkannya. Misalnya, mereka membusuk di pusat lubang hitam dan pada awal mula alam semesta, dan tidak mudah masuk ke dalam mekanika kuantum, sehingga menyebabkan beberapa fisikawan berpendapat Membawa pemikiran alternatif Tentang cara kerja gravitasi.

Meskipun ide-ide ini masih merupakan teori pinggiran, penemuan anomali gravitasi pada bintang kembar yang terpisah dalam skala besar dan dengan percepatan yang sangat rendah sekali lagi merupakan tantangan bagi teori umum Einstein.

Dalam sebuah studi baru, ahli astrofisika Kyu Hyun Chae dari Universitas Sejong di Korea menganalisis hampir 2.500 bintang masif. Sistem bintang biner Mereka diamati oleh teleskop ruang angkasa Gaia milik Badan Antariksa Eropa, dan sampai pada kesimpulan bahwa gravitasi standar runtuh pada titik-titik tertentu di dalamnya.

Zhai pertama kali melaporkan penemuan anomali gravitasi Pada pertengahan tahun 2023 Dalam studi tentang gerakan orbital biner masif, anomali yang dianggap mewakili bukti teori tunggal gravitasi yang dimodifikasi, disebut Dinamika Newton yang dimodifikasi (mond).

Namun, beberapa fisikawan tidak setuju Sarankan saja Sampelnya “terkontaminasi” oleh teman dekatnya yang tidak terdeteksi di sistem bintang biner. Dengan kata lain, percepatan yang lebih besar dari perkiraan yang diamati oleh Chai di beberapa biner lebar kemungkinan besar merupakan akibat dari pengaruh penyelundup yang terletak di bayangan yang terlewatkan oleh Chai.

Oleh karena itu, fisikawan Universitas Sejong ini berusaha menguji metodenya lagi pada subkumpulan bintang biner “murni” yang lebih kecil. Zhai menemukan bahwa bintang kembar yang mengorbit satu sama lain berperilaku konsisten dengan dinamika klasik Newton, jadi tidak ada masalah di sini.

Namun bintang-bintang biner yang terpisah lebih dari 2.000 AU tampaknya mendapatkan “peningkatan” kecepatan pada percepatan rendah, yang bertentangan dengan prediksi mekanika klasik, dan terlepas dari apakah materi gelap hipotetis disertakan dalam model tersebut.

“Anomali gravitasi ini menunjukkan keruntuhan dinamika Newton dan relativitas umum dengan percepatan rendah, dan dengan demikian memiliki implikasi yang sangat besar bagi astrofisika, kosmologi, dan fisika fundamental.” Dia menulis di makalah barunya.

“Oleh karena itu, kita tidak bisa terlalu menekankan pentingnya mengkonfirmasi dugaan anomali tersebut melalui sebanyak mungkin penelitian independen.”

Meskipun dua penelitian yang dilakukan oleh peneliti yang sama masih berjarak beberapa tahun cahaya dari teori validasi independen yang membalikkan hasil, Chai yakin metodenya kuat. Walaupun itu dia tidak mengaku Penjelasan teoritis atas anomali yang dilaporkan “terbuka lebar”.

Namun, itu juga dibuat Beberapa klaim besar Dalam makalahnya ia menyatakan bahwa “model materi gelap kini tampaknya akan ditinggalkan” dan bahwa “kosmologi standar yang didasarkan pada relativitas umum tampaknya tidak lagi valid, bahkan secara prinsip.”

Klaim semacam ini memerlukan bukti yang sangat kuat untuk mendukungnya, dan mengulanginya berkali-kali. Tidak diragukan lagi, makalah Chai akan diteliti dengan cermat oleh rekan-rekannya. Namun, dengan hasil seperti ini kita mungkin menemukan cara untuk mengisi kesenjangan pengetahuan kita tentang misteri gravitasi yang tersisa.

“Bukti peningkatan gravitasi pada kondisi akselerasi rendah kini sudah cukup jelas,” kata Chi Dia menulisMeskipun komunitas ilmiah harus terus mengumpulkan lebih banyak bukti dari pengamatan di masa depan.

Studi ini dipublikasikan di Jurnal Astrofisika.