Ogromny kosmiczny test pokazuje, że Newton i Einstein nadal dokładnie tłumaczą grawitację

Ogromny kosmiczny test pokazuje, że Newton i Einstein nadal dokładnie tłumaczą grawitację

Autorstwa Neetika Waltera przez Interesting Engineering,

Naukowcy przetestowali grawitację na niektórych z największych struktur we wszechświecie i stwierdzili, że zachowuje się dokładnie zgodnie z przewidywaniami długowiecznych praw fizycznych.
Galaktyki i skupienia śledzą pociąg grawitacji w całym wszechświecie.iStock Photos

Zespół badawczy pod przewodnictwem Uniwersytetu Pensylwanii użył danych z teleskopu kosmicznego Atacama, aby zbadać, jak skupienia galaktyk poruszają się na ogromnych kosmicznych odległościach.

Ich wyniki pokazują, że grawitacja słabnie z odległością zgodnie z prawem odwrotności kwadratu, po raz pierwszy opisanym przez Izacka Newtona, a następnie osadzonym w teorii ogólnej względności Alberta Einsteina.

Wyniki te wyzwalają alternatywne teorie sugerujące, że grawitacja zmienia się na dużych skalach, a zamiast tego wzmacniają ideę, że niewidzialny składnik, ciemna materia, kształtuje ruch kosmiczny.

Grawitacja utrzymuje się przy skali

"Astrofizyka była dotknięta ogromnym rozbieżnością w kosmicznym bilansie", powiedział Patricio A. Gallardo.

"Gdy patrzymy na to, jak gwiazdy krążą w galaktykach lub jak galaktyki poruszają się w skupieniach galaktyk, niektóre wydają się poruszać zbyt szybko w porównaniu z ilością widocznej materii, którą zawierają."

Aby sprawdzić, czy sama grawitacja może być odpowiedzialna, badacze przeanalizowali subtelne zniekształcenia tła mikrofalowego kosmosu, gdy przechodzi przez ogromne skupienia galaktyk.

Te zniekształcenia, spowodowane ruchem gorącego gazu wokół skupień, pozwoliły zespołowi zmierzyć, jak szybko skupienia poruszają się ku siebie nawzajem na odległościach sięgających setek milionów lat świetlnych.

Wyniki ściśle odpowiadały przewidywaniom z fizyki klasycznej i relatywistycznej, nie wykazując żadnych dowodów na to, że grawitacja słabnie inaczej niż oczekiwano przy tych skalach.

"Zaskakujące, że prawo odwrotności kwadratów - zaproponowane przez Newtona w XVII wieku, a następnie osadzone w teorii ogólnej względności Einsteina - wciąż utrzymuje się w XXI wieku", powiedział Gallardo.

Przypadek ciemnej materii się wzmacnia

Badanie dotyczy długotrwałej zagadki w kosmologii. Obserwacje konsekwentnie pokazują, że gwiazdy na obrzeżach galaktyk i galaktyki w skupieniach poruszają się szybciej niż mogłoby to wyjaśnić widoczna sama materia.

"To jest centralna zagadka", wyjaśnił Gallardo.

"Albo grawitacja zachowuje się inaczej na bardzo dużych skalach, albo wszechświat zawiera dodatkową materię, której nie możemy bezpośrednio zobaczyć."

Ponieważ nowe pomiary potwierdzają, że grawitacja zachowuje się zgodnie z oczekiwaniami, wyniki wzmacniają argumenty za ciemną materią jako brakującym składnikiem.

"To badanie wzmacnia dowody na to, że wszechświat zawiera składnik ciemnej materii", powiedział Gallardo. "Ale nadal nie wiemy, z czego ten składnik jest zrobiony."

Praca również stawia ograniczenia teoriom takim jak Modyfikowana Dynamika Newtona, które próbują wyjaśnić ruch kosmiczny poprzez zmianę praw grawitacji.

Poprzez rozszerzenie testów grawitacji na odległości daleko poza skalę indywidualnych galaktyk, badanie zapewnia jedną z najbardziej kompleksowych walidacji standardowych modeli kosmologicznych do tej pory.

Przyszłe obserwacje wykorzystujące bardziej szczegółowe mapy tła mikrofalowego kosmosu i większe ankiety galaktyk mogą dalsze uściślić te pomiary i przetestować grawitację z jeszcze większą precyzją.

"Z tak wieloma nieodpowiedzianymi pytaniami, grawitacja pozostaje jedną z najbardziej fascynujących dziedzin badań. To naturalnie atrakcyjne pole", powiedział Gallardo.

Badanie zostało opublikowane w Physical Review Letters.

Tyler Durden
Fri, 04/17/2026 - 22:35