Космологи подтвердили справедливость закона всемирного тяготения Исаака Ньютона на крупнейших масштабах во Вселенной, распространив его действие на взаимодействие скоплений галактик. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters и основаны на анализе объектов, разделенных сотнями миллионов световых лет.
Читайте: Госдума планирует ввести несколько новых запретов
Закон обратных квадратов, сформулированный Ньютоном в 1687 году, ранее неоднократно подтверждался как в лабораторных экспериментах, так и в пределах Солнечной системы. Он описывает, что сила гравитации между двумя телами обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. В новом исследовании ученые проверили его применимость на космологических масштабах, используя данные наблюдений за крупнейшими структурами во Вселенной.
Астрофизик Приямвада Натараджан отметила, что теория уже доказала свою эффективность на уровне Земли и отдельных галактик, однако теперь она получила подтверждение и на значительно больших расстояниях. Это, по мнению ученых, усиливает давление на альтернативные концепции, включая модифицированную ньютоновскую динамику, которая пытается объяснить эффекты, приписываемые темной материи.
Для анализа исследователи использовали данные Атакамского космологического телескопа, расположенного в Чили. С его помощью изучались сотни тысяч скоплений галактик, каждое из которых может включать сотни отдельных галактик и обладать массой, в квадриллионы раз превышающей массу Солнца. Эти структуры протягиваются на десятки миллионов световых лет и представляют собой крупнейшие гравитационно связанные системы.
Команда ученых, в которую вошли Патрисио Гальярдо из Университета Пенсильвании и Крис Пардо из Университета Южной Калифорнии, сопоставила данные о скоростях движения скоплений с их пространственным распределением. Для этого использовались также материалы Слоановского цифрового обзора неба, где с 2000 года зафиксированы миллионы галактик.
Скорости скоплений определялись по кинематическому эффекту Суняева — Зельдовича, при котором фотоны космического микроволнового фонового излучения изменяют энергию при прохождении через скопления галактик. Это позволило оценить движение объектов относительно Земли и вычислить гравитационные взаимодействия.
Чтобы исключить влияние расширения Вселенной и темной энергии, исследование было сосредоточено на скоплениях, удаленных на расстояние от 5,6 до 7,7 миллиарда световых лет. Ученые анализировали крайне слабые ускорения, составляющие около 10 фемтометров в секунду в квадрате, что в квадриллион раз меньше земной гравитации.
Результаты показали, что на расстояниях от 80 до 800 миллионов световых лет гравитация изменяется практически точно в соответствии с законом Ньютона — пропорционально квадрату расстояния. Это противоречит предсказаниям теории MOND, которая предполагает иное поведение гравитации при малых ускорениях.
Исследователи отмечают, что полученные данные не только подтверждают классическую теорию, но и демонстрируют потенциал метода измерения скоростей через эффект kSZ. В дальнейшем наблюдения продолжит обсерватория Саймонса, которая уже начала сбор данных и позволит более точно изучать процессы, связанные с темной энергией и расширением Вселенной.
Читайте также:
- С 1 мая грозят изменения в правилах езды для российских водителей
- Плату за свет и мусор снизят после масштабной проверки сферы ЖКХ
- Названо 5 законных способов реально увеличить пенсию в 2026 году
