研究人员称：低加速度下引力异常测量新发现！

宽距双星作为在低于约 1 纳米每秒平方这种低加速度下直接探测引力本质的手段，一直饱受争议。

在如此低的加速度下，引力的本质极为重要，因为暗物质的概念、天体物理系统的引力动力学、物理学和宇宙学的基础理论都与其紧密相连。

例如，在如此低的加速度下若偏离牛顿的预期，就需要对爱因斯坦的广义相对论予以修改或拓展，尽管它在低加速度范围之外大获成功。

由 Kyu-Hyun Chae 和 Xavier Hernandez 领导的两项近期独立研究宣称，基于欧洲航天局最新的盖亚数据库，宽距双星的统计特性偏离了牛顿的预期，与在名为修正牛顿动力学（MOND，有时称作米尔格罗姆动力学）的新理论框架下修正引力理论的预测相符，该理论由 Mordehai（Moti）Milgrom 于 40 年前提出。

牛顿引力在低加速度下的失效将意味着一场科学革命，其所有影响深远得难以估量。鉴于此重要性，再考虑到其他不同的主张，Chae 开展了一项新的分析，以解决迄今提出的所有问题，尤其是针对他自己获取的特定低加速度引力异常所面临的挑战。

为此，蔡全方位地考虑了样本，允许分层系统存在各种部分，其中一个双星系统有一个未被发现的嵌套内部双星，并应用了各种方法，这些方法基本上涵盖了迄今为止发表的所有方法，包括一些研究人员用来反驳引力异常的方法。

该研究于 2024 年 9 月 9 日在《天体物理学杂志》上发表。蔡说：“在某种程度上，开展这项新工作是我对科学界应尽的义务。我必须澄清针对我所声称的结论所提出的问题和挑战，并解释其他人提出不同主张的缘由。”

蔡发现，各种样本的所有方法都给出了一致的结果。去年首次确定的引力异常的量级似乎是可靠的。

蔡说：“引力异常在数据中清晰呈现，无法将其去除。”

当轨道双星之间的内部加速度小于约 0.1 纳米每秒平方时，引力为何会增强约 40%，这令许多科学家感到迷惑。

MOND 满足自由落体的普遍性（亦称弱等效原理），这一原理已知是由伽利略·伽利雷通过在比萨斜塔所做的实验首次提出的。

牛顿和爱因斯坦更进了一步，（不管是有意还是无意）采用了强等效原理。按照该原理，在近乎恒定的外部场中自由下落的引力系统，其内部动力学不受外部场的影响。

相比之下，MOND 并未假定强等效原理，而是考虑了不受其限制的理论可能性。

因此，虽然在银河系外部场自由下落的宽双星预计会根据牛顿和爱因斯坦的理论遵循开普勒定律，但 MOND 预测，宽双星的内部运动偏离了牛顿 - 爱因斯坦的预测，偏差程度由银河系约 0.2 纳米每秒平方的外部场强度决定。新研究测量得出这一偏差程度大约是 40%，与之前的结果一致。

虽然这些一致的结果引人注目，但所报告的引力异常要成为确凿的科学事实，还需要大量的重复和确认。此外，所报告的引力异常必须持续得到更完善的表征，以便为理论提供有用的约束。

为此，研究人员将目光聚焦于新的数据和更优的方法上。特别是，现有的研究结果仅依据恒星的天空投影横向速度得出，因为视线速度分量尚未精确测量。包括 Chae 在内的研究人员正在考虑对恒星的视线速度进行新的测量。

另一项以埃尔南德斯为主要作者的研究在《皇家天文学会月刊》上发表。

由世宗大学提供支持