Όταν δύο αστέρια περιστρέφονται το ένα γύρω από το άλλο, η βαρύτητα γίνεται περίεργη

Η ιδέα του

βαρύτητα

όπως ξέρουμε υπάρχει εδώ και πολύ καιρό. Περισσότερα από 300 χρόνια πριν,

Ισαάκ Νιούτον

μοιράστηκε για πρώτη φορά τη θεωρία του για τη

βαρύτητα

, περιγράφοντας πώς τα τεράστια αντικείμενα έλκονται μεταξύ τους. Τότε, περίπου εκατό χρόνια πριν,

Albert Einstein

βελτιώθηκε και επεκτάθηκε στις ιδέες του Νεύτωνα για να δημιουργήσει τη θεωρία της σχετικότητας – εξηγώντας τη βαρύτητα ως τον τρόπο με τον οποίο τα αντικείμενα, ειδικά στα άκρα σε όλο το

σύμπαν

, παραμορφώνουν τον ιστό του διαστήματος γύρω τους.

Αλλά υπάρχουν ακόμα μερικά μυστήρια στον κόσμο που ακόμη και οι καλά δοκιμασμένες ιδέες της σχετικότητας δεν μπορούν να εξηγήσουν. Το μεγαλύτερο;

Σκοτεινή ύλη

, το πιο διαβόητο

πρόβλημα

στην αστρονομία σήμερα. Πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι η σκοτεινή ύλη είναι ένα είδος άγνωστου ακόμη σωματιδίου που υπακούει στους παραδοσιακούς νόμους της βαρύτητας. Άλλοι πιστεύουν ότι το ζήτημα είναι στην πραγματικότητα η ίδια η βαρύτητα. Υπό αυτήν την άποψη, ίσως χρειαζόμαστε μια τροποποιημένη θεωρία της βαρύτητας – επίσης γνωστή ως MOND, για την Τροποποιημένη Νευτώνεια Δυναμική – όπου, στη μεγαλύτερη και στη μικρότερη κλίμακα, η βαρύτητα δρα διαφορετικά από τις συνήθεις θεωρίες του Νεύτωνα ή του Αϊνστάιν.

Ο MOND αντιμετωπίζεται συχνά με σημαντικό σκεπτικισμό, επειδή οι ιδέες του Νεύτωνα και του Αϊνστάιν για τη βαρύτητα είχαν τόσο μεγάλη επιτυχία. Αλλά νέες παρατηρήσεις πρόσφατα

δημοσιευτηκε σε

The Astrophysical Journal


ισχυρίζονται ότι παρέχουν στοιχεία για την τροποποιημένη βαρύτητα ρίχνοντας μια λεπτομερή ματιά στους τρόπους με τους οποίους τα δυαδικά αστέρια κινούνται το ένα γύρω από το άλλο.

«Τα νέα αποτελέσματα παρέχουν άμεσες αποδείξεις ότι η θεωρία του Νεύτωνα απλώς καταρρέει» σε ορισμένες κλίμακες, εξηγεί

Kyu-Hyun Chae

αστρονόμος στο

Πανεπιστήμιο Sejong στη Σεούλ, Νότια Κορέα

και συγγραφέας της νέας εργασίας που διεκδικεί στοιχεία για τη MOND. Ο Chae χρησιμοποίησε δεδομένα από την ευρωπαϊκή

Γαία

δορυφόρος, ο οποίος μετρά τις θέσεις και τις κινήσεις των άστρων με πρωτοφανή ακρίβεια την τελευταία δεκαετία. Συγκεκριμένα, εξέτασε δυαδικά αστέρια με ιδιαίτερα ευρείες, μακρινές τροχιές για να μετρήσει τις επιταχύνσεις τους, για τις οποίες η MOND και οι παραδοσιακές θεωρίες προβλέπουν διαφορετικές τιμές.

[Related: Have we been measuring gravity wrong this whole time?]

Αυτά τα άστρα κινούνται αρκετά αργά, επιτρέποντας δοκιμές βαρύτητας όπου υπάρχουν μικροσκοπικές επιταχύνσεις. Αυτές οι μικρές επιταχύνσεις είναι εκεί όπου οι δύο θεωρίες της βαρύτητας αποκλίνουν και η τροποποιημένη βαρύτητα προβλέπει ότι τα αστέρια θα κινηθούν 30 έως 40 τοις εκατό γρηγορότερα από ό,τι θα έκαναν υπό «κανονική» βαρύτητα—ακριβώς αυτό που ο Chae ισχυρίζεται ότι έχει δει στα δεδομένα.

Και

στις μικρές κλίμακες των δυαδικών αστεριών, σύμφωνα με τον Chae, η σκοτεινή ύλη δεν μπορεί να έχει πραγματικά επίδραση, επομένως δεν μπορεί να εξηγήσει τις παρατηρούμενες διαφορές από τις προβλέψεις της παραδοσιακής βαρύτητας.

Ο Xavier Hernandez, αστρονόμος στο Εθνικό Αυτόνομο Πανεπιστήμιο του Μεξικού που

πρότεινε για πρώτη φορά την ιδέα της δοκιμής της βαρύτητας με ευρεία δυαδικά συστήματα

αλλά δεν συμμετείχε στη νέα δουλειά, έχει εμπιστοσύνη σε αυτά τα νέα αποτελέσματα, ειδικά επειδή αυτά

συμπληρώνουν την προηγούμενη δουλειά του

. «Δύο σε μεγάλο βαθμό ανεξάρτητες και συμπληρωματικές προσεγγίσεις έχουν αποδειχθεί ότι αποδίδουν το ίδιο αποτέλεσμα», λέει, τονίζοντας ότι αυτό είναι ένα σαφές παράδειγμα της επιστημονικής διαδικασίας.

Η καλύτερη εξήγηση για τις παρατηρήσεις του Chae είναι μια ιδιαίτερη γεύση των τροποποιημένων θεωριών βαρύτητας, που ονομάζεται

AQUAL MOND

. Αλλά μόνο και μόνο επειδή η βαρύτητα μπορεί να μην ταιριάζει απόλυτα με μια θεωρία, δεν σημαίνει ότι πρέπει να πετάξουμε όλα όσα έχουμε. «Υπάρχουν πολλές εκδοχές της τροποποιημένης βαρύτητας γιατί μπορεί να είναι οτιδήποτε υπερβαίνει τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν», είπε ο φυσικός

Σεργκέι Κέτοφ

σε ένα

δελτίο ειδήσεων από το Ινστιτούτο Kavli του Πανεπιστημίου του Τόκιο

. «Η τροποποιημένη βαρύτητα δεν αποκλείει τη θεωρία του Αϊνστάιν, αλλά δείχνει τα όριά της».

[Related: Gravity could be bringing you down with IBS]

Δεν είναι όλοι στην επιστημονική κοινότητα πεπεισμένοι για αυτό

στην πραγματικότητα ένα «όπλο καπνίσματος» για τη MOND

, όμως. «Η γρήγορη απάντηση είναι ότι αυτό το αποτέλεσμα είναι μια συμβολή τριών πραγμάτων: της καλής

επιστήμη

ς, της κακής επιστήμης και της άσχημης κατάστασης των επιστημονικών ειδήσεων», έγραψε ο επιστήμονας επικοινωνίας.

Ίθαν Σίγκελ

την Παρασκευή

στη στήλη του

Ξεκινά με ένα Bang


. Siegel και

άλλους επιστήμονες

έχουν εκφράσει ανησυχίες σχετικά με την αξιοπιστία των παρατηρήσεων που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη του Chae — με μερικούς ακόμη

δημοσιεύοντας αντιφατικές έρευνες

—και η δυσαρέσκεια με τα ειδησεογραφικά άρθρα δημιουργούν την εντύπωση ότι αυτό το έργο είναι μια αποφασιστική νίκη για την τροποποιημένη βαρύτητα. Ανάλογα με τα αστέρια που περιλαμβάνουν οι επιστήμονες στην ανάλυσή τους, τα αποτελέσματα ποικίλλουν και αυτοί οι επιστήμονες διαφωνούν επί του παρόντος σχετικά με το ποιες είναι οι σωστές υποθέσεις.

«Αν κάποιος είναι πραγματικά δύσπιστος, θα πρέπει να προσπαθήσει να διαψεύσει τα αποτελέσματά μου», αντιτείνει ο Chae. Ωστόσο, συμπάσχει με το κίνητρο για κάποια από τη δυσπιστία. Οι τρέχουσες τροποποιημένες θεωρίες βαρύτητας «μοιάζουν με το μοντέλο των ατόμων του Bohr χωρίς να έχει αναπτυχθεί ακόμη κβαντική φυσική. Όμως, πρέπει να θυμόμαστε ότι η κβαντική φυσική αναπτύχθηκε τελικά», προσθέτει. (Το μοντέλο Bohr είναι η κλασική επιστημονική άποψη ενός ατόμου του δημοτικού σχολείου, με ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από έναν πυρήνα, η οποία αργότερα αντικαταστάθηκε από την πολύ πιο ασαφή και πιθανολογική άποψη της κβαντικής μηχανικής.)

Μόνο ο χρόνος και πολλές άλλες δοκιμές θα μπορέσουν να προσδιορίσουν ποια θεωρία θα βγει στην κορυφή και αν η σκοτεινή ύλη είναι ένα σωματίδιο ή απλώς μια προσαρμογή στη βαρύτητα. «Έχουμε αυτά τα δυαδικά αστέρια που περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο μπροστά μας και δεν κάνουν αυτό που είπε ο Νεύτωνας ότι θα έπρεπε να κάνουν», λέει ο Hernandez. «Το να μην εξετάζουμε την τροποποιημένη βαρύτητα δεν είναι πλέον επιλογή».