Αστρονόμος Ισχυρίζεται πως Υπάρχουν «Απτές Αποδείξεις» ότι η Βαρύτητα Ανατρέπεται

Επιστήμονας παρατήρησε μια «βαρυτική ανωμαλία» σε ορισμένα αστρικά συστήματα, η οποία μάλιστα θα μπορούσε δυνητικά να ανατρέψει ένα θεμελιώδες συμπέρασμα για το σύμπαν, σύμφωνα με μελέτη.

Η ανωμαλία προκύπτει όταν άστρα που βρίσκονται σε χαλαρή τροχιά, γνωστά ως πυκνά δυαδικά, μοιάζουν να κινούνται κατά τρόπους οι οποίοι αψηφούν τα καθιερωμένα βαρυτικά μοντέλα, που βασίζονται στις ιδέες του Ισαάκ Νεύτωνα και του Άλμπερτ Αϊνστάιν. Η απίστευτη αυτή ανακάλυψη αποτελεί ένδειξη υπέρ μιας εναλλακτικής θεωρίας της Φυσικής η οποία δεν εξαρτάται από την ύπαρξη παράξενων αταυτοποίητων φαινομένων, όπως η σκοτεινή ύλη, προκειμένου να εξηγήσει τα φαινόμενα που παρατηρούνται στο διάστημα.

Η βαρύτητα είναι μια από τις πιο οικείες δυνάμεις που βιώνουμε στην καθημερινή μας ζωή, αλλά είναι επίσης μεταξύ των πιο δύσκολων να εξηγηθούν. Στο καθιερωμένο μοντέλο της κοσμολογίας, που είναι ένα καλά δοκιμασμένο θεωρητικό πλαίσιο, η βαρύτητα κυβερνάται από τους νόμους του Νεύτωνα και τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν. Σύμφωνα με το καθιερωμένο μοντέλο, επίσης, υπάρχει μια άγνωστη μορφή ύλης που αποκαλείται σκοτεινή ύλη, και η οποία αντιστοιχεί στη μεγάλη πλειονότητα της συμπαντικής μάζας.

Το καθιερωμένο μοντέλο αποτελεί μια ισχυρή θεωρία, αλλά ορισμένα αντικείμενα στο εξωτερικό διάστημα μοιάζουν να απέχουν από τους κανόνες του. Για αυτό τον λόγο, οι επιστήμονες άρχισαν να αναπτύσσουν μια άλλη εξήγηση για τη βαρύτητα στη δεκαετία του ’80, γνωστή ως Τροποιημένη Νευτώνεια Δυναμική (Modified Newtonian dynamics -MOND), η οποία δεν απαιτεί την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης. 

Ο Kyu-Hyun Chae, αστρονόμος του Πανεπιστημίου της Σεγιόνγκ, έχει πλέον θέσει υπό δοκιμή αυτά τα μοντέλα αναλύοντας τις επιταχύνσεις των άστρων σε 26.500 πυκνά δυαδικά που βρίσκονται περίπου 650 έτη φωτός από τη Γη χρησιμοποιώντας εικόνες που λήφθηκαν από το παρατηρητήριο Γαία της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας. Πιο πριν, επιστήμονες προσπάθησαν να εντοπίσουν σημάδια τροποποιημένης βαρύτητας σε αυτά τα συστήματα, αλλά ο Chae έκανε το επόμενο βήμα αναπτύσσοντας έναν νέο κώδικα που θα μπροούσε να εξηγεί συγκεκριμένες λεπτομέρειες όπως ο ρυθμός εμφάνισης των αποκαλούμενων «φωλιασμένων» δυαδικών στα οποία τα άστρα που βρίσκονται σε χαλαρή τροχιά έχουν επίσης κοντινούς αστρικούς συντρόφους. 

Τα νέα δεδομένα καταδεικνύουν πως όταν οι βαρυτικές επιταχύνσεις αυτών των άστρων πέφτουν κάτω από το ένα νανόμετρο ανά δευτερόλεπτο στο τετράγωνο, αρχίζουν να κινούνται κατά τρόπους που είναι περισσότερο συμβατοί με μοντέλα της MOND παρά με το καθιερωμένο μοντέλο. Ο Kyu-Hyun Chae είπε πως τα ευρήματα προσφέρουν «απτές αποδείξεις για την κατάρριψη της καθιερωμένης βαρυτικής θεωρίας σε χαμηλή επιτάχυνση», και αποκαλύπτουν «μια ακίνητη ανωμαλία της βαρύτητας υπέρ της τροποποιημένης βαρυτικής θεωρίας MOND», σύμφωνα με έρευνα που δημοσιεύτηκε στο The Astrophysical Journal.

«Όταν άρχισαν να παρουσιάζονται τα αποτελέσματα χάρις στον νέο και πιο αξιόπιστο κώδικά μου, η αρχική μου αντίδραση ήταν πως επρόκειτο για κάτι απίστευτο», είπε ο Kyu-Hyun Chae σε μέιλ του προς το Motherboard. «Ένιωθα λες και ονειρευόμουν. Έμοιαζε τόσο εξωπραγματικό. Αυτό γιατί τα αποτελέσματά μου δεν ταίριαζαν με κανένα προηγούμενο αποτέλεσμα».

«Αρκετά προηγούμενα αποτελέσματα ισχυρίζονταν ακόμη και ότι η καθιρωμένη βαρυτική θεωρία ήταν προτιμητέα και με βάση τα δεδομένα των πυκνών δυαδικών, περιλαμβανομένων αυτών του Γαία DR3», πρόσεθεσε. «Μια ομάδα ισχυριζόταν πως υπήρχε μια ανωμαλία για ένα διάστημα, αλλά αυτή η ανωμαλία δεν έμοιαζε να αντιστοιχεί στις προβλέψεις των υπαρχουσών θεωριών τροποποιημένης βαρύτητας. Ωστόσο, αυτές οι προηγούμενες έρευνες δεν ήταν πλήρεις, ούτε λάμβαναν εντελώς υπόψιν τους την ποσότητα των κρυμμένων φωλιασμένων δυαδικών».

Επιστήμονες που εργάζονται με τις θεωρίες της MOND συχνά εστιάζουν σε παρατηρήσεις γαλαξιών, αλλά ερευνητές έχουν ολοένα και περισσότερο παρατηρήσει τα πυκνά δυαδικά για ανωμαλίες, καθώς οι αστρικές κλίμακες είναι υπερβολικά μικρές προκειμένου να επηρεάζονται από τη σκοτεινή ύλη (αν υποτεθεί πως αυτή υπάρχει).

«Οι δοκιμές της βαρύτητας με τα πυκνά δυαδικά είναι ενδιαφέρουσες γιατί η σκοτεινή ύλη δεν μπορεί να παίξει κανέναν ρόλο στην εσωτερική τους δυναμική», εξήγησε ο Kyu-Hyun Chae στη μελέτη του. «Όμως, σε αντίθεση με τους γαλαξίες και τα γαλαξιακά συμπλέγματα, δεν υπάρχει ανάγκη να διακρίνει κανείς τις προβλέψεις της τροποποιημένης βαρύτητας και της σκοτεινής ύλης που μοιάζουν να αλληλοκαλύπτονται και διαφέρουν μόνο εν μέρει σε ορισμένες περιπτώσεις».

Στη νέα αυτή μελέτη, ο Kyu-Hyun Chae καταγράφει εκείνο που αποκαλεί ως «απτές αποδείξεις» πως οι κινήσεις των δυαδικών σε σημεία χαμηλής επιτάχυνσης μοιάζουν να συγχρονίζονται με μια συγκεκριμένη πρόβλεψη της MOND γνωστή ως AQUAL, σύμφωνα με την έρευνα. Αυτή η ανακάλυψη καταδεικνύει πως η καθιερωμένη οπτική για τη βαρύτητα δεν μπορεί να εξηγήσει αυτές τις κινήσεις σε χαμηλές επιταχύνσεις, γεγονός που μπορεί να εμπνεύσει τους επιστήμονες να σκεφτούν εκ νέου πτυχές του νόμου του αντίστροφου τετραγώνου της βαρύτητας του Νεύτωνα και της θεωρίας της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν, καθώς και την αναγκαιότητα της ύπαρξης της σκοτεινής ύλης.

«Επειδή μια μεγάλη ποσότητα σκοτεινής ύλης -έξι φορές το βάρος της κοινής ύλης σύμφωνα με το καθιερωμένο μοντέλο- απαιτούνταν με βάση την υπόθεση πως η γενική σχετικότητα ίσχυε στο όριο της χαμηλής επιτάχυνσης, μια τέτοια ανάγκη για την ύπαρξη μιας μεγάλης ποσότητας σκοτεινής ύλης δεν υφίσταται πλέον», εξήγησε ο Kyu-Hyun Chae. «Αυτό δεν προϋποθέτει κατ’ ανάγκη την πιθανότητα πως νέα σωματίδια , όπως στείρα νετρίνα, δεν θα μπορούσαν να εντοπιστούν. Αλλά είναι σαφές πως δεν υπάρχει η αναγκαιότητα για τόση σκοτεινή ύλη όση προϋποθέτει η θεωρία της γενικής σχετικότητας».

Ενώ αυτά τα αποτελέσματα είναι προκλητικά, ο Kyu-Hyun Chae είπε πως απαιτούνται μελλοντικές παρατηρήσεις και θεωρητική δουλειά προκειμένου να επιβεβαιωθεί αυτή η ανακάλυψη. Σημείωσε επίσης πως αυτά τα ευρήματα αποτελούν πρόκληση σε ορισμένα κομμάτια του καθιερωμένου μοντέλου, αλλά πως το ίδιο το μοντέλο αποτελεί ακόμη τον καλύτερο φακό μέσω του οποίου παρατηρούμε πολλά άλλα φαινόμενα στο σύμπαν.

«Θα ήθελα να τονίσω πως όλες οι επιτυχημένες πτυχές της Νευτώνειας δυναμικής και της γενικής σχετικότητας στο καθεστώς του καθιερωμένου μοντέλου θα συνεχίσουν να υποστηρίζονται, είπε στο Motherboard o Kyu-Hyun Chae. «Για παράδειγμα, η περιγραφή των μαύρων τρυπών από τη θεωρία της γενικής σχετικότητας είναι ακριβής και δεν έχει σε τίποτα να κάνει με το όριο χαμηλής επιτάχυνσης. Μιλάμε για μια αναθεώρηση μονάχα στο όριο χαμηλής επιτάχυνσης».

Ακόμη και έτσι, οποιαδήποτε προσαρμογή ή αναθεώρηση του καθιερωμένου μοντέλου που βασίζεται σε αυτά τα ευρήματα θα είχε τεράστιο αντίκτυπο στην κατανόησή μας για το σύμπαν.

«Επειδή η καθιερωμένη κοσμολογία βασίζεται στη γενική σχετικότητα, τώρα η κοσμολογία χρειάζεται μια μείζονος χαρακτήρα αναθεώρηση», κατέληξε ο Kyu-Hyun Chae. «Πιστεύω πως μπαίνουμε πλέον σε μια τρομερά συναρπαστική χρονική περίοδο. Όταν η υπεριώδης καταστροφή της θεωρίας του Μάξγουελλ για την ηλεκτροδυναμική ανακαλύφθηκε πριν από παραπάνω από έναν αιώνα, τελικά οδήγησε στην κβαντοφυσική. Τώρα έχουμε μια καταστροφή χαμηλής επιτάχυνσης της βαρύτητας. Θα είναι συναρπαστικό το να δούμε πού θα οδηγηθεί ο κόσμος με αυτό».

Περισσότερα από το VICE

Εσωτερικό Έγγραφο της UEFA Προειδοποιεί για τους Bad Blue Boys από το 2013

Η Ιστορία του Reality που Έπεισε τους Συμμετέχοντες ότι Πήγαν στο Διάστημα

Για Πόσο Χρονικό Διάστημα Μένει το Χόρτο στον Οργανισμό σου;

Ακολουθήστε το VICE σε Facebook, Instagram και Twitter.