O colapso da gravidade padrão relatado em um novo estudo desafia a lei da gravitação de Newton e a relatividade geral

A evidência do colapso observado da gravidade padrão no limite inferior da aceleração é relatada em um novo estudo que pode remodelar fundamentalmente nossa compreensão do universo.

O estudo, conduzido pelo professor de física e astronomia da Universidade de Sejong, Kyu Hyun-chae, descobriu que a aceleração escalar devido à gravidade, que descreve a aceleração de um objeto em queda livre afetada pela gravidade de um corpo maior como a Terra, aparece. para quebrar o limite de baixa aceleração com base na análise de Chai da dinâmica de estrelas binárias massivas.

Chai contou com dados de quase 26.500 pares de binários de banda larga obtidos a partir de dados adquiridos pelo observatório espacial Gaia da Agência Espacial Europeia, agora incluídos no banco de dados Gaia DR3.

Com base nas descobertas de Chai, as estrelas binárias orbitando umas às outras com velocidades tão baixas quanto um nanômetro por segundo ao quadrado exibiram um comportamento inconsistente com a relatividade geral, bem como com a lei da gravidade de Newton.

“Desde o início, parecia claro para mim que a gravidade pode ser testada direta e efetivamente calculando a aceleração porque o próprio campo gravitacional é a aceleração”, disse Chae em uma declaração recente da Sejong University anunciando as descobertas.

Chai diz que o ímpeto para seu novo estudo veio de estudos anteriores que ele havia feito que envolviam curvas de rotação galáctica.

“Os discos galácticos e os binários largos compartilham alguma semelhança em suas órbitas”, diz Chai, “embora os binários largos sigam órbitas muito longas, enquanto as moléculas de gás hidrogênio em um disco galáctico seguem órbitas quase circulares”.

Chai relata que binários amplos com baixa aceleração de cerca de 0,1 nanômetros por segundo quadrado exibem aceleração cerca de 30 a 40% maior do que o previsto pela relatividade geral ou pela lei da gravidade de Newton.

Em contraste com o misterioso “impulso” na aceleração reduzida que Chai encontra, está a observação de que acelerações acima de 10 nanômetros por segundo ao quadrado agem de acordo com as teorias newtonianas e einsteinianas. No entanto, esta não é a primeira vez que o colapso da gravidade recorde em baixa aceleração foi proposto: quatro décadas atrás, o físico teórico Mordehai Milgrom propôs pela primeira vez a ideia, dando origem a uma teoria controversa conhecida como Modified Newtonian Dynamics (MOND), também conhecida como Modified Newtonian Dynamics (MOND). como em nome da dinâmica Milgromiana, que oferece uma possível alternativa às teorias cosmológicas atuais sobre a matéria escura.

Chai também observa a observação de um fator de aumento de 1,4, que ele diz ter sido corretamente previsto por uma teoria alternativa semelhante da gravidade chamada AQUAL, proposta por Milgrom junto com o falecido físico Jacob Bekenstein. Chai diz que isso parece consistente com os desvios observados, que ele diz “representar evidência direta do colapso da gravidade padrão em aceleração fraca”.

“Esse desvio sistemático é consistente com o fator de aprimoramento previsto pela teoria AQUAL para acelerações cinéticas em órbitas circulares sob a esfera galáctica externa”, escreveu Chai em um artigo recentemente revisado detalhando suas descobertas. Em outras palavras, os dados das extensas observações binárias parecem transmitir tanto a quebra da dinâmica newtoniana quanto o efeito de um campo externo esperado de acordo com a gravidade modificada.

Outro componente chave das descobertas de Chai refere-se à observação teórica de que a ampla dinâmica binária não deve ser afetada pela presença de matéria escura, em contraste com as curvas de rotação galáctica. Com base nas observações de Chai, a estrutura MOND é a melhor explicação para o colapso observado da gravidade padrão.

Este resultado, em particular, tem implicações potencialmente profundas, dado que as anomalias observadas em relação aos binários largos podem indicar a necessidade de uma nova teoria que permita uma extensão da relatividade geral para levar em conta o limite inferior da aceleração MOND e pode derrubar o anterior. Teorias cosmológicas integrando matéria escura e energia escura.

Em seu último estudo, Chai escreve que “a anomalia gravitacional na dinâmica das estrelas binárias não pode ser atribuída à matéria escura porque a quantidade necessária é absurda e, portanto, não há como salvar a teoria padrão da gravidade”.

“Como a dinâmica newtoniana entra em colapso no regime de baixa aceleração, a relatividade geral de Einstein deve entrar em colapso no mesmo regime”, acrescenta Zhai.

Mordehai Milgrom, quando perguntado se as controversas descobertas de Chai forneceram novas justificativas para as ideias que ele propôs pela primeira vez décadas atrás, concordou que o novo estudo poderia ter profundas implicações para as teorias cosmológicas atuais.

“Se esta anomalia for confirmada como um colapso da dinâmica newtoniana, e especialmente se de fato concordar com as previsões mais diretas da MOND, isso teria enormes implicações para a astrofísica, cosmologia e física fundamental em geral”, disse Milgrom em um comunicado de imprensa detalhando as descobertas de Chai.

“Com este teste em binários amplos, bem como nossos testes em aglomerados estelares abertos próximos ao Sol, os dados agora indicam de forma convincente que a gravidade é Milgromiana, não Newtoniana”, disse Pavel Krupa, professor da Universidade de Bonn e proponente do a teoria milgromiana. de gravidade.

“As implicações para toda a astrofísica são enormes”, acrescentou Kroupa.

Zhai diz acreditar que mais confirmações de suas descobertas virão nos próximos anos, à medida que dados melhores e mais precisos forem acumulados. Por enquanto, porém, as evidências parecem apontar para uma descoberta que está ficando mais difícil de ignorar.

“Examinei todas as sistemáticas possíveis, conforme descrito no artigo bastante longo”, diz Chai.

“Os resultados são reais.”

chai papelColapso da gravidade padrão de Newton-Einstein em baixa aceleração na dinâmica interna de estrelas binárias massivas. Jornal Astrofísico Em 24 de julho.

Micah Hanks é o editor-chefe e co-fundador do The Debrief. Pode ser alcançado através do e-mail em micah@thedebrief.org. Continuar trabalhando em micahhanks.com E no Twitter: @funcionário.