Óriásit tévedhetett Newton és Einstein? – Megváltozhat minden, amit az univerzumról tudunk

Új kihívás elé kerülhetnek a fizikusok, mert egy nemrégiben közölt kutatás szerint bizonyos égitestek mozgása eltér a klasszikus elméletek előrejelzéseitől. A vizsgálatok alapján a gravitáció a rendkívül gyenge gyorsulású környezetekben másképp viselkedhet, mint ahogy Newton és Einstein törvényei leírják. Ez akár alapjaiban megváltoztathatja a világegyetem működéséről alkotott képünket.

1687-ben Isaac Newton angol fizikus megalkotta az egyetemes tömegvonzás törvényét. Az elmélet, miszerint minden test a tömegének megfelelő mértékben vonzza egymást, forradalmi újdonság volt, és mérföldkőnek számított a világegyetem működésének megértésében. Newton korszakalkotó munkájának azonban voltak korlátai – például nem tudta megmagyarázni a fekete lyukak és a gravitációs hullámok jelenségét. A 20. század elején Albert Einstein általános relativitáselmélete sok tekintetben továbbfejlesztette Newton elképzeléseit.

Kettőscsillag illusztrációja. Egy nagy vihart kavaró elmélet szerint a kisebb gyorsulású rendszerekben a gravitáció másként viselkedhet. Ez ellentmond Newton és Einstein megállapításainak is
Fotó: MARK PATERNOSTRO/SCIENCE PHOTO L / MPA

Ám a világegyetem hatalmas, és még Einstein elmélete sem magyaráz meg mindent. Az egyik legismertebb határ a fekete lyukak középpontja, a szingularitás, ahol az általános relativitás teljesen csődöt mond. A dél-koreai Szedzsong Egyetem kutatóinak legutóbbi tanulmánya szerint azonban Newton és Einstein gravitációs modellje egy másik ponton is hiányosságot mutathat: a hosszú periódusú, egymástól messze keringő kettőscsillagok – az úgynevezett „tág kettőscsillagok” – mozgásában – írja a Popular Mechanics.

Az eredményeket a The Astrophysical Journal közölte.

Kis gyorsulásnál máshogy működik a gravitáció?

Kyu-Hyun Chae, a kutatás egyik szerzője 26 500 kettőscsillag mozgását vizsgálta, amelyeket a Gaia űrobszervatórium figyelt meg 650 fényéven belül. 

Azt találta, hogy amikor ezek az égitestek nagyon lassan, szinte észrevehetetlen gyorsulással (0,1 nanométer/s²) keringenek egymás körül, a mozgásuk 30–40%-kal gyorsabb, mint amit Newton és Einstein gravitációs elméletei alapján várnánk.

Ha azonban a gyorsulás nagyobb, az adatok pontosan illeszkednek a hagyományos modellekhez.

A jelenséget a fizikusok eddig a titokzatos sötét anyag hatásával magyarázták, amelyről úgy gondolják, hogy a világegyetem nagy részét alkotja, de még alig tudunk róla valamit. Chae viszont úgy véli, lehet egy másik ok is: a módosított newtoni dinamika (MOND), amelyet az izraeli Mordehai Milgrom javasolt még 1983-ban. 

Ez az elmélet előre jelezte, hogy a lassan mozgó égitesteknél a gravitáció 1,4-szer erősebbnek tűnik a vártnál.

Ha ez igaznak bizonyul, az azt jelentheti, hogy a ma ismert gravitációs törvények a nagyon gyenge gravitációs terekben már nem működnek tökéletesen. A kutatók szerint azonban további mérésekre lesz szükség, mielőtt bármilyen nagyobb következtetést levonhatnánk.