Newtonove a Einsteinove vysvetlenia gravitácie nemusia úplne vysvetliť niektoré kozmické javy.
Myšlienka na gravitácia ako vieme, existuje už dlho. Pred viac ako 300 rokmi, Isaac Newton prvýkrát zdieľal svoju teóriu gravitácie, opisujúc, ako sa masívne objekty navzájom priťahujú. Potom, asi pred sto rokmi, Albert Einstein zdokonalil a rozšíril Newtonove nápady na vytvorenie teória relativity—vysvetľujúce gravitáciu ako spôsob, akým predmety, najmä v extrémoch vo vesmíre, deformujú štruktúru priestoru okolo seba.
Vo vesmíre však stále existuje niekoľko tajomstiev, ktoré ani dobre testované myšlienky relativity nedokážu vysvetliť. Ten najväčší? Temná hmota, najznámejší problém dnešnej astronómie. Mnohí vedci si myslia, že temná hmota je nejaký druh zatiaľ neznámej častice, ktorá sa riadi tradičnými zákonmi gravitácie. Iní si myslia, že problémom je v skutočnosti samotná gravitácia. Z tohto pohľadu možno potrebujeme upravenú teóriu gravitácie – známu aj ako MOND, pre modifikovanú newtonovskú dynamiku
— kde v najväčšej a najmenšej mierke pôsobí gravitácia odlišne od zvyčajných Newtonových alebo Einsteinových teórií.MOND sa často stretáva so značným skepticizmom, pretože Newtonove a Einsteinove myšlienky gravitácie mali toľko úspechov. Ale nové pozorovania nedávno Vydaný v The Astrophysical Journal tvrdia, že poskytujú dôkazy o zmenenej gravitácii podrobným pohľadom na spôsoby dvojhviezdy pohybovať sa okolo seba.
"Nové výsledky poskytujú priamy dôkaz, že Newtonova teória sa jednoducho rozpadá" v určitých mierkach, vysvetľuje Kyu-Hyun Chae, astronóm v Univerzita Sejong v Soule v Južnej Kórei a autor nového článku, ktorý tvrdí, že dôkazy pre MOND. Chae použil údaje z Európsky Gaia satelit, ktorá v poslednom desaťročí meria polohy a pohyby hviezd s nevídanou presnosťou. Pozrel sa najmä na dvojhviezdy s obzvlášť širokými, ďaleko od seba vzdialenými dráhami, aby zmeral ich zrýchlenia, pre ktoré MOND a tradičné teórie predpovedajú rôzne hodnoty.
[Súvisiace: Celý ten čas sme merali gravitáciu zle?]
Tieto rozmiestnené hviezdy sa pohybujú dosť pomaly, čo umožňuje testy gravitácie s malými zrýchleniami. Tieto malé zrýchlenia sú miestom, kde sa dve teórie gravitácie rozchádzajú a modifikovaná gravitácia predpovedá, že hviezdy budú pohybovať sa o 30 až 40 percent rýchlejšie, než by sa pohybovali pri „normálnej“ gravitácii – presne to, čo Chae tvrdí, že videl v údajov. Aj na malých mierkach dvojhviezd podľa Chae nemôže mať temná hmota skutočný vplyv, takže nemôže vysvetliť pozorované rozdiely od predpovedí tradičnej gravitácie.
Xavier Hernandez, astronóm z Národnej autonómnej univerzity v Mexiku, ktorý prvý navrhol myšlienku testovania gravitácie so širokými binárnymi systémami ale nebol zapojený do novej práce, dôveruje týmto novým výsledkom, najmä preto, že sú dopĺňajú jeho minulú prácu. „Ukázalo sa, že dva do značnej miery nezávislé a komplementárne prístupy prinášajú rovnaký výsledok,“ hovorí a zdôrazňuje, že ide o jasný príklad vedeckého procesu.
Najlepším vysvetlením Chaeových pozorovaní je konkrétna príchuť modifikovaných teórií gravitácie, tzv AQUAL MOND. Ale to, že gravitácia nemusí dokonale zodpovedať jednej teórii, neznamená, že musíme vyhodiť všetko, čo máme. „Existuje veľa verzií modifikovanej gravitácie, pretože to môže byť čokoľvek, čo presahuje Einsteinovu teóriu všeobecnej relativity,“ povedal fyzik Sergej Ketov v tlačová správa Inštitútu Kavliho univerzity v Tokiu. "Upravená gravitácia nevylučuje Einsteinovu teóriu, ale ukazuje jej hranice."
[Súvisiace: Gravitácia by vás mohla dostať nadol s IBS]
Nie všetci vo vedeckej komunite sú presvedčení, že je to tak vlastne „fajčiarska pištoľ“ pre MOND, predsa. „Rýchla odpoveď je, že tento výsledok je súbehom troch vecí: dobrej vedy, zlej vedy a škaredého stavu vedeckých správ,“ napísal vedecký komunikátor. Ethan Siegel v piatok vo svojom stĺpčeku Začína treskom. Siegel a iní vedci vyjadrili obavy o spoľahlivosť pozorovaní použitých v Chaeovej štúdii – s niektorými dokonca publikovanie protichodných výskumov—a nespokojnosť so spravodajskými článkami vytvárajúcimi dojem, že táto práca je rozhodujúcim víťazstvom pre modifikovanú gravitáciu. V závislosti od toho, aké hviezdy vedci zahrnú do svojej analýzy, sa výsledky líšia a títo vedci sa v súčasnosti nezhodujú na tom, aké predpoklady sú správne.
"Ak je niekto skutočne skeptický, mal by sa pokúsiť vyvrátiť moje výsledky," namietal Chae. S motiváciou niektorých neverí sa však vciťuje. Súčasné modifikované teórie gravitácie sú „ako Bohrov model atómov bez ešte vyvinutej kvantovej fyziky. Musíme si však uvedomiť, že kvantová fyzika bola nakoniec vyvinutá,“ dodáva. (Bohorov model je klasickým vedeckým pohľadom na atóm na základnej škole s elektrónmi obiehajúcimi okolo jadra, ktorý bol neskôr nahradený oveľa nejasnejším a pravdepodobnejším pohľadom na kvantovú mechaniku.)
Len čas a mnohé ďalšie testy budú môcť určiť, ktorá teória vyjde navrch a či je temná hmota časticou alebo len vylepšením gravitácie. "Máme tieto dvojhviezdy, ktoré sa pred nami navzájom obiehajú a nerobia to, čo by podľa Newtona mali robiť," hovorí Hernandez. "Nezohľadňovať modifikovanú gravitáciu už nie je možné."
