Sinais surpreendentes de quebra das leis da gravidade são detectados em estrelas gêmeas: WebCuriosos

Em 1859, o astrônomo e matemático francês Urbain Le Verrier detectou algo estranho: Mercúrio desviou-se em sua dança ao redor do Sol, desafiando a precessão ordenada prevista por Física newtoniana.

Esta estranha anomalia não poderia ser explicada por planetas desconhecidos puxando a órbita de Mercúrio; apenas pela teoria geral da relatividade do físico Albert Einstein de 1915, que descreve como a gravidade cria curvas na estrutura do espaço-tempo.

A teoria geral de Einstein manteve-se forte no século desde então, mas há algumas coisas sobre o Universo que o seu modelo alucinante não consegue explicar. Ele se decompõe nos centros dos buracos negros e no alvorecer do Universo, por exemplo, e não se enquadra muito facilmente na mecânica quântica, levando alguns físicos a ponderar tomadas alternativas sobre como a gravidade funciona.

Embora essas ideias permaneçam teorias marginais, a descoberta de anomalias gravitacionais em estrelas gêmeas amplamente separadas e com aceleração infinitamente baixa está mais uma vez desafiando a teoria geral de Einstein.

Num novo estudo, o astrofísico Kyu-Hyun Chae, da Universidade Sejong, na Coreia, analisou quase 2.500 sistemas estelares binários observados pelo telescópio espacial Gaia da Agência Espacial Europeia, chegando à conclusão de que a gravidade padrão está se desintegrando em certos pontos dentro deles.

Chae relatou pela primeira vez a descoberta de anomalias gravitacionais no meio de 2023 em um estudo dos movimentos orbitais de binários amplos, anomalias que ele pensava representarem evidências de uma teoria da gravidade modificada, chamada dinâmica newtoniana modificada (MOND).

No entanto, alguns físicos discordaram e em vez disso, sugeriu sua amostra foi “contaminada” pela atração de companheiras próximas não detectadas nos sistemas estelares binários. Em outras palavras, as acelerações maiores do que o esperado que Chae observou em alguns binários amplos foram mais provavelmente o efeito de intrusos escondidos nas sombras que Chae não percebeu.

Assim, o físico da Universidade Sejong procurou testar novamente os seus métodos num subconjunto mais pequeno e refinado de estrelas binárias “puras”. Chae descobriu que estrelas gêmeas em órbita próxima se comportavam de forma consistente com a dinâmica newtoniana clássica, portanto não há problemas nisso.

Mas estrelas binárias separadas por mais de 2.000 unidades astronômicas pareciam obter um “aumento” de velocidade em baixas acelerações, inconsistente com o que a mecânica clássica prevê e independentemente de a hipotética matéria escura ter sido incluída nos modelos.

“Essa anomalia gravitacional implica um colapso de baixa aceleração tanto da dinâmica newtoniana quanto da relatividade geral e, portanto, tem imensas implicações para a astrofísica, a cosmologia e a física fundamental”, disse Chae. escreve em seu novo artigo.

“Assim, não se pode enfatizar demais a importância de confirmar a alegada anomalia a partir de tantos estudos independentes quanto possível.”

Embora dois estudos do mesmo pesquisador estejam a anos-luz de distância dos resultados exigidos para derrubar a teoria de verificação independente, Chae acredita que seus métodos são sólidos. Embora ele admite que as interpretações teóricas da anomalia relatada estão “totalmente abertas”.

Contudo, ele também faz algumas grandes reivindicações em seu artigo, como “o paradigma da matéria escura parece agora condenado a ser abandonado” e que “a cosmologia padrão baseada na relatividade geral parece não mais válida, mesmo em princípio”.

Esses tipos de afirmações precisam de evidências ridiculamente fortes para apoiá-las, replicadas várias vezes. O artigo de Chae será, sem dúvida, examinado de perto por seus colegas. No entanto, é em descobertas como esta que poderemos encontrar uma forma de colmatar as nossas lacunas no conhecimento sobre os mistérios remanescentes da gravidade.

“A evidência do aumento da gravidade no regime de baixa aceleração é agora bastante clara”, disse Chae escreve“embora a comunidade científica deva continuar reunindo mais evidências de observações futuras.”

O estudo foi publicado em O Jornal Astrofísico.