Znanstveniki so z eno najobsežnejših analiz doslej preverili, kako se gravitacija obnaša na največjih razdaljah v vesolju – in dobili odgovor, ki krepi obstoječe fizikalne teorije ter hkrati zožuje prostor za alternativne razlage.
Raziskava, ki jo je vodil Patricio A. Gallardo z Univerze v Pensilvaniji, temelji na opazovanjih z Atacamskim kozmološkim teleskopom, ki meri kozmično mikrovalovno ozadje – najstarejšo svetlobo v vesolju.
Z analizo gibanja galaksijskih jat, oddaljenih več sto milijonov svetlobnih let, so raziskovalci preverili, ali gravitacija slabi z razdaljo tako, kot napovedujejo klasične enačbe.
Rezultat je jasen: gravitacijska sila na teh razdaljah upada skoraj natanko po zakonih, ki jih je opisal Isaac Newton, kasneje pa vključil Albert Einstein v splošno teorijo relativnosti.
“Izjemno je, da zakon inverzne vrednosti kvadratov … še vedno velja tudi v 21. stoletju,” je poudaril Gallardo.
Test, ki zožuje prostor za alternative
Raziskovalci so izhajali iz dolgo znane težave: galaksije in zvezde se gibljejo hitreje, kot bi dopuščala količina vidne snovi. To neskladje je odprlo dve možnosti – ali v vesolju obstaja nevidna masa ali pa gravitacija na velikih razdaljah deluje drugače.
“Ko pogledamo gibanje galaksij, se zdi, da nekatere potujejo veliko prehitro glede na količino vidne snovi,” je pojasnil Gallardo.
Nekatere teorije so zato predlagale spremembo zakonov gravitacije, med njimi modificirana Newtonova dinamika (MOND). Če bi bile te pravilne, bi moral biti padec gravitacijske sile z razdaljo drugačen.
A novi podatki tega niso potrdili. Meritve so pokazale ravno nasprotno – gravitacija se obnaša skladno s standardnimi napovedmi, tudi na skalah, ki so daleč zunaj območja, kjer so bili ti zakoni prvotno preverjeni.
Temna snov ostaja ključni odgovor
Ker gravitacija očitno deluje, kot predvideva teorija, ostaja odprto vprašanje “manjkajoče mase”. Razlaga, ki jo podatki še dodatno podpirajo, je obstoj temne snovi – nevidne komponente, ki ustvarja dodatno gravitacijsko privlačnost.
“Ta študija krepi dokaze, da vesolje vsebuje komponento temne snovi,” je dejal Gallardo. “Vendar še vedno ne vemo, iz česa je sestavljena.”
Raziskava tako ne rešuje ene največjih ugank sodobne fizike, jo pa postavlja v bolj ozek okvir: če gravitacija drži, kot kažejo podatki, je odgovor verjetno v snovi, ki je ne moremo neposredno zaznati.
Prihodnja opazovanja kozmičnega mikrovalovnega ozadja in obsežnejše raziskave galaksij bodo omogočile še natančnejše preverjanje teh sklepov. Gravitacija tako ostaja eno ključnih področij, kjer se prepletajo temeljna fizika, kozmologija in odprta vprašanja o zgradbi vesolja.
