Закон тяготения Ньютона не изменяется в масштабах космического времени

Австралийские астрономы объединили данные всех когда-либо сделанных наблюдений за сверхновыми, чтобы определить, что закон тяготения остается неизменным на протяжении последних девяти миллиардов лет.

Гравитационная постоянная Ньютона, известная как G, описывает силу притяжения между двумя объектами в зависимости от расстояния между ними и их массами. Ранее было предположено, что G могла постепенно меняться на протяжении 13,8 млрд. лет после Большого взрыва.

Если бы, например, G уменьшалась с течением времени, то это означало бы, что расстояние Земли до Солнца было в прошлом немного меньше, а это значит, что продолжительности сезонов в настоящем несколько увеличилась бы по сравнению с гораздо более ранними временными точками в истории Земли.

Но исследователи из Технологического университета Суинберна в Мельбурне уже проанализировали излучение от 580 взрывов сверхновых в ближней и дальней Вселенной и показали, что сила тяжести не изменилась.

«Взгляд назад в космическом времени с целью узнать, как, возможно, изменились законы физики, не нов, - сказал проф. Джереми Моулд (Jeremy Mould). - Но космология сверхновых теперь позволяет нам сделать это для гравитации».

Тип 1а сверхновой означает быструю смерть звезды, известную как белый карлик, которая массивнее нашего Солнца, но упакована в шар размером с нашу Землю.

Наши телескопы могут обнаружить свет от этого взрыва и использовать его яркость как «стандартную свечу» для измерения расстояний во Вселенной, инструмент, который помог австралийскому астроному проф. Брайану Шмидту (Brian Schmidt) открыть таинственную силу темной энергии (Нобелевская премия за 2011 г.).

Проф. Моулд и его аспирант Сайед Аддин (Syed Uddin) предположили, что эти взрывы сверхновых происходят, когда белый карлик достигает критической массы или после столкновения с другими звездами.

«Эта критическая масса зависит от гравитационной постоянной G Ньютона, и позволяет нам наблюдать ее на протяжении миллиардов лет вместо всего десятилетия, как это было в предыдущих исследованиях», - сказал проф. Моулд.

Несмотря на эти весьма различные промежутки времени, их результаты согласуются с результатами эксперимента по лазерной локации Луны, с помощью которой измерялось расстояние между Землей и Луной в рамках миссий NASA Apollo с 1960-х, и которая позволяла отслеживать возможные изменения G с очень высокой точностью.

«Наш космологический анализ дополняет экспериментальные усилия для описания и ограничения законов физики по-новому и в масштабе космического времени», - сказал аспирант Аддин.

В своей работе исследователи из Суинберна смогли установить верхний предел изменении гравитационной постоянной Ньютона, составляющий одну десятимиллиардную в год в течение последних девяти миллиардов лет.

Остатки сверхновых типа Ia (G299.2-2.9)

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365