Godine 1859, francuski astronom i matematičar Urbain Le Verrier otkrio je nešto čudno: Merkur je skrenuo u svom plesu oko Sunca, prkoseći uređenoj precesiji koju je predvidela Njutnova fizika.
Ova čudna anomalija se ne može objasniti nepoznatim planetama koje vuku Merkurovu orbitu; samo od opšte teorije relativnosti fizičara Alberta Ajnštajna iz 1915. godine, koja opisuje kako gravitacija stvara krive u tkivu prostor-vremena.
Ajnštajnova opšta teorija je bila jaka u veku od tada, ali postoji nekoliko stvari u vezi sa Univerzumom koji njegov zadivljujući model ne može da objasni. Razbija se u centrima crnih rupa i u zoru Univerzuma, na primer, i ne uklapa se baš lako sa kvantnom mehanikom, što navodi neke fizičare da razmišljaju o alternativnim pristupima kako gravitacija funkcioniše.
Dok te ideje ostaju marginalne teorije, otkriće gravitacionih anomalija u široko razdvojenim zvezdama blizankama pri beskonačno malom ubrzanju ponovo dovodi u pitanje Ajnštajnovu opštu teoriju.
U novoj studiji, astrofizičar Kju-Hjun Če sa Univerziteta Sedžong u Koreji analizirao je skoro 2.500 širokih binarnih zvezdanih sistema koje je posmatrao svemirski teleskop Gaia Evropske svemirske agencije, došavši do zaključka da se standardna gravitacija ruši u određenim tačkama unutar njih.
Če je prvi put prijavio pronalaženje gravitacionih anomalija sredinom 2023. godine u studiji orbitalnih kretanja širokih binarnih sistema, anomalija za koje je mislio da predstavljaju dokaz jedne teorije modifikovane gravitacije, nazvane modifikovana Njutnova dinamika (MOND).
Međutim, neki fizičari se nisu složili i umesto toga su sugerisali da je njegov uzorak „kontaminiran“ privlačenjem neotkrivenih bliskih saputnika u binarnim zvezdanim sistemima. Drugim rečima, veća ubrzanja od očekivanih koja je Če primetio u nekim širokim binarnim sistemima bila su verovatnije posledica uletača koji vrebaju u senkama koje je Če propustio.
Tako je fizičar sa Univerziteta Sejong pokušao da ponovo testira svoje metode u manjem, prefinjenom podskupu ‘čistih’ binarnih zvezda. Če je otkrio da se zvezde blizanke koje kruže u bliskoj orbiti ponašaju u skladu sa klasičnom Njutnovom dinamikom, tako da nema problema.
Ali činilo se da binarne zvezde razdvojene sa više od 2.000 astronomskih jedinica dobijaju „pojačanje“ brzine pri malim ubrzanjima, što nije u skladu sa onim što predviđa klasična mehanika i bez obzira na to da li je hipotetička tamna materija uključena u modele.
„Ova gravitaciona anomalija podrazumeva slom niskog ubrzanja i Njutnove dinamike i opšte teorije relativnosti i tako ima ogromne implikacije za astrofiziku, kosmologiju i fundamentalnu fiziku“, piše Če u svom novom radu.
„Dakle, ne može se prenaglasiti važnost potvrđivanja tvrdnjene anomalije iz što većeg broja nezavisnih studija.
Dok su dve studije istog istraživača udaljene svetlosnim godinama od zahteva za nezavisnu teoriju verifikacije koja preokreće rezultate, Če misli da su njegove metode čvrste. Iako priznaje da su teorijska tumačenja prijavljene anomalije „široko otvorena“.
Međutim, on takođe iznosi neke velike tvrdnje u svom radu kao što su „paradigma tamne materije izgleda sada osuđena da bude napuštena“ i da „standardna kosmologija zasnovana na opštoj relativnosti više ne važi, čak ni u principu“.
Za takve tvrdnje su potrebni smešno jaki dokazi koji bi ih podržali, replicirani više puta. Čeov rad će bez sumnje biti pažljivo proučen od strane njegovih kolega. Ipak, u ovakvim nalazima možemo pronaći način da premostimo naše praznine u znanju o preostalim misterijama gravitacije.
„Dokazi za povećanje gravitacije u režimu niskog ubrzanja sada su dovoljno jasni“, piše Če, „iako bi naučna zajednica trebalo da nastavi da prikuplja dodatne dokaze iz budućih posmatranja.“
