في عام 1859، اكتشف عالم الفلك والرياضيات الفرنسي أوربان لو فيرييه وجد شيئا غريبا: يتشتت عطارد في رقصه حول الشمس ويتحدى المبادرة المنظمة المتوقعة. الفيزياء النيوتونية.
لا يمكن تفسير هذا الشذوذ الغريب من خلال وجود كواكب مجهولة تجر في مدار عطارد؛ فقط نظرية النسبية العامة التي وضعها عالم الفيزياء ألبرت أينشتاين عام 1915 تصف كيف تخلق الجاذبية منحنيات في نسيج الزمكان.
لقد ظلت نظرية أينشتاين العامة قوية لعدة قرون، ولكن هناك بعض الأشياء حول الكون التي لا يستطيع نموذجه المذهل تفسيرها. فهو يتفكك عند مراكز الثقوب السوداء وعند فجر الكون، على سبيل المثال، وهو ما لا يتناسب بسهولة مع ميكانيكا الكم، وهو ما يقود بعض الفيزيائيين. النظر في البدائل كيف تعمل الجاذبية.
على الرغم من أن هذه الأفكار هي نظريات هامشية، إلا أن اكتشاف شذوذ الجاذبية في النجوم الثنائية المنفصلة على نطاق واسع بتسارع منخفض متناهي الصغر يتحدى مرة أخرى نظرية أينشتاين العامة.
وفي دراسة جديدة، قام عالم الفيزياء الفلكية كيو هيون سي من جامعة سيجونج في كوريا بفحص ما يقرب من 2500 مجرة. أنظمة النجوم الثنائية خلصت الملاحظات التي أجراها التلسكوب الفضائي GIA التابع لوكالة الفضاء الأوروبية إلى أن الجاذبية الساكنة تنهار عند نقاط معينة فيها.
كان تشي أول من اكتشف شذوذ الجاذبية بحلول منتصف عام 2023 وفي دراسته للحركات المدارية للثنائيات الضخمة، اعتبر هذه الحالات الشاذة دليلًا على نظرية معدلة للجاذبية. تعديل الميكانيكا النيوتونية (موند).
ومع ذلك، فإن بعض علماء الفيزياء يختلفون الموصى بها بدلا من ذلك كانت عينته “ملوثة” بسحب رفاقه المقربين الذين لم يتم اكتشافهم في أنظمة النجوم الثنائية. بمعنى آخر، قد تكون التسارعات الأكبر من المتوقع التي لاحظها تشاي في بعض الثنائيات الأوسع نتيجة لوجود متطفلين كامنين في الظلال التي أخطأها تشاي.
لذلك سعى الفيزيائي في جامعة سيجونج إلى اختبار أساليبه مرة أخرى على مجموعة فرعية صغيرة ومكررة من النجوم الثنائية “النقية”. وجد تشاي أن النجوم الثنائية التي تدور حول بعضها البعض تتصرف بشكل يتوافق مع الميكانيكا النيوتونية الكلاسيكية، لذلك لم تكن هناك مشكلة.
لكن يبدو أن النجوم الثنائية التي يفصل بينها أكثر من 2000 وحدة فلكية تحصل على “زيادة” في السرعة عند التسارعات المنخفضة، على عكس ما تتوقعه الميكانيكا الكلاسيكية، وبغض النظر عما إذا كانت المادة المظلمة الافتراضية قد تم تضمينها في النماذج أم لا.
قال تشي: “يمثل هذا الشذوذ في الجاذبية انهيارًا منخفض التسارع لكل من ميكانيكا نيوتن والنسبية العامة، وله آثار هائلة على الفيزياء الفلكية وعلم الكونيات والفيزياء الأساسية”. يكتب في ورقته الجديدة.
“وبالتالي، لا يمكن للمرء أن يبالغ في أهمية تأكيد الشذوذ المزعوم من خلال أكبر عدد ممكن من الدراسات المستقلة.”
هناك دراستان أجراهما نفس الباحث على بعد سنوات ضوئية من التحقق من صحة النظرية بشكل مستقل، مما يتطلب نتائج عكسية، ويعتقد تشي أن أساليبه قوية. على الرغم من انه يوافق التفسيرات النظرية للشذوذ المبلغ عنه “مفتوحة على نطاق واسع”.
ومع ذلك، فهو يفعل ذلك أيضًا بعض الطلبات الكبيرة “يبدو الآن أنه تم التخلي عن نموذج المادة المظلمة” و”لم يعد صالحًا حتى بالنسبة للمبدأ الكوني القياسي القائم على النسبية العامة”.
تتطلب هذه الأنواع من الادعاءات أدلة قوية بشكل يبعث على السخرية لتكرارها عدة مرات. لا شك أن تقرير تشي سوف يخضع للتدقيق الدقيق من جانب أقرانه. ومع ذلك، فمن خلال اكتشافات كهذه قد نجد طريقة لسد الفجوات في المعرفة حول أسرار الجاذبية المتبقية.
“أصبحت الأدلة على تسارع الجاذبية في نظام التسارع المنخفض واضحة الآن،” تشي يكتب“ومع ذلك، يجب على المجتمع العلمي الاستمرار في جمع المزيد من الأدلة من الملاحظات المستقبلية.”
تم نشر الأطروحة مجلة الفيزياء الفلكية.
