Гравитация на масштабах Вселенной подтверждена законом Ньютона

Фото из открытых источников

Закон тяготения Ньютона протестирован в самых масштабных на сегодняшний день космологических условиях, что охватили сотни миллионов световых лет. Проведённые в последние годы наблюдения за движением галактических скоплений в отдалённых областях Вселенной стали подтверждением, что гравитационное взаимодействие происходит в соответствии с описанием, сформулированным Исааком Ньютоном в XVII веке и дополненным положениями общей теории относительности Альберта Эйнштейна.

Закон всемирного тяготения гласит, что любые два тела во Вселенной притягиваются с силой, которая зависит от их массы и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Новые измерения показывают, что данное правило работает и в условиях космологических масштабов, где расстояния достигают миллиардов световых лет.

В исследование был включён участок пространства на дистанции примерно от 5 до 7 миллиардов световых лет. Это около 686 тысяч галактик, заметная доля которых находится в составе крупных скоплений. Данные структуры работают как естественные лаборатории для исследования гравитации в экстремальных масштабах.

Чтобы рассчитать скорость движения скоплений, был применён кинематический эффект Сюняева–Зельдовича, основанный на том, как происходит связь реликтового излучения с горячим газом внутри галактических скоплений. Когда меняется сигнал космического микроволнового фона, это даёт возможность определения скорости движения объекта в момент, когда через него проходят фотоны.

У специалистов были предположения, что сила притяжения на больших расстояниях может убывать медленнее, чем предсказывал закон Ньютона. Но результаты продемонстрировали обратную картину: гравитация слабеет с расстоянием ровно так, как описали классические и релятивистские модели.

Полученные данные согласуются и с бытием тёмной материи — вещества, не испускающего и не поглощающего свет, но проявляющего себя посредством гравитационного воздействия. По современным научным представлениям, 85 процентов всей материи во Вселенной – это именно этот невидимый компонент.

Стандартное описание гравитации подтверждено, но по-прежнему открыт вопрос о природе тёмной материи. Исследователи предлагают две версии: или законы гравитации одинаково работают на всех масштабах, или во Вселенной есть неизвестная форма материи, что проявляется исключительно через гравитацию.