Закон всемирного тяготения, сформулированный Исаак Ньютон, подтвердил свою точность в ходе крупнейшего космологического исследования. Ученые изучили движение скоплений галактик на расстоянии в миллиарды световых лет и пришли к выводу, что гравитация ведет себя именно так, как предсказывают классическая физика и общая теория относительности Альберт Эйнштейн.
Исследование охватило участок Вселенной на расстоянии от 5 до 7 миллиардов световых лет от Земли. В анализ были включены около 686 тысяч галактик, многие из которых входят в крупные галактические скопления. Именно такие структуры считаются удобными объектами для проверки законов гравитации на предельно больших масштабах.
В основе закона Ньютона лежит принцип, согласно которому любые объекты притягиваются друг к другу с силой, зависящей от их массы и расстояния между ними. Современные наблюдения показали, что этот механизм продолжает работать даже на космических дистанциях, где речь идет о сотнях миллионов и миллиардах световых лет.
Для измерения скорости движения скоплений ученые использовали кинематический эффект Эффект Сюняева — Зельдовича. Он связан с взаимодействием реликтового излучения с горячим газом внутри галактических скоплений. Изменения параметров этого излучения позволяют определить скорость движения космических объектов.
Исследователи отмечают, что в случае отклонений от классической теории гравитации сила притяжения на больших расстояниях должна была бы ослабевать иначе. Однако результаты показали полное соответствие закону обратных квадратов, который лежит в основе ньютоновской механики и общей теории относительности.
Полученные данные также стали дополнительным аргументом в пользу существования Тёмная материя. По современным оценкам, около 85% всей материи во Вселенной приходится именно на этот невидимый компонент, который не взаимодействует со светом, но влияет на окружающие объекты через гравитацию.
При этом ученые подчеркивают, что исследование пока не дает ответа на вопрос о природе темной материи. По одной из версий, во Вселенной действительно существует неизвестная форма вещества. По другой — физика гравитации может иметь особенности, которые пока не обнаружены.
Один из авторов работы, Патрицио Гальярдо, отметил, что совпадение наблюдений с законом Ньютона подтверждает устойчивость современных представлений о гравитации даже спустя несколько столетий после их появления.