Гравитация на космической линейке экспресс

Оригинал: "The Atacama Cosmology Telescope: A Test of the Gravitational Force Law on Cosmological Scales Using the Kinematic Sunyaev-Zeldovich Effect"
arXiv:2604.14327 · 2026-04-15 · CC BY 4.0 · 1 мин
Учёные измерили, как притягиваются друг к другу огромные скопления галактик, и подтвердили закон Ньютона на расстояниях в сотни миллионов световых лет.

📄 Показана версия «Просто» — «Подробно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить.

Если взять два тяжёлых шара и разнести их на метр, они притянутся с силой, которая слабеет в четыре раза при удвоении расстояния. Этот закон открыл Ньютон, и он работает в комнате, в Солнечной системе, в галактике. Но сохраняется ли он, когда речь идёт о сотнях миллионов световых лет?

Астрономы нашли способ проверить это напрямую. Они взяли карты реликтового излучения — слабого свечения, оставшегося от Большого взрыва, — и наложили их на каталог галактик. Когда свет этого излучения проходит сквозь облако горячего газа вокруг массивного скопления галактик, он слегка меняет свою энергию. Этот сдвиг, называемый кинематическим эффектом Сюняева-Зельдовича, выдаёт, с какой скоростью скопление движется.

Свет реликтового фона путешествовал к нам 13,8 миллиарда лет. По дороге он «толкался» о газ в скоплениях галактик — и эти толчки можно измерить.

Сравнив скорости тысяч пар скоплений на разных расстояниях, учёные вычислили, как сила притяжения зависит от дистанции. Оказалось, что она убывает как 1/r² с точностью до погрешности. Это согласуется с общей теорией относительности и со стандартной моделью космологии.

Так закон Ньютона прошёл проверку на самых больших доступных линейках. Теперь у космологов есть новый инструмент, чтобы искать отклонения от привычной гравитации — если они вообще существуют.

Оригинальная аннотация

как её написали авторы, на английском arXiv:2604.14327

The mean pairwise velocity of massive halos reflects the gravitational force law on cosmic scales. We combine cosmic microwave background intensity maps from the Atacama Cosmology Telescope and a galaxy catalog from the Sloan Digital Sky Survey to estimate the mean pairwise velocity using the kinematic Sunyaev-Zeldovich (kSZ) effect. On scales from 30 -- 230 megaparsecs, we constrain the gravitational acceleration between pairs of halos at separation $$r$$ to be $$g\propto 1/r^n$$ with $$n=2.1\pm 0.3$$, which is consistent with Newtonian gravity in an expanding spacetime (\textit{i.e.}, the standard $$\Lambda$$CDM model). This constraint shows agreement with an inverse quadratic radial dependence over the large distances separating galaxy halos, as expected in standard cosmology. Upcoming surveys have the potential to rule out $$n = 1$$ at $$10\sigma$$ significance. Our results establish the kSZ effect as a powerful tool for testing gravity on cosmological scales.

Эффект Сюняева-Зельдовича назван в честь двух советских физиков, которые предсказали его в 1970-х. Сегодня его используют, чтобы находить скопления галактик по всему небу.

g \propto \frac{1}{r^n}, \quad n = 2.1 \pm 0.3
Ускорение притяжения между гало галактик обратно пропорционально расстоянию в степени n; измеренное значение n близко к 2, как в законе всемирного тяготения Ньютона.
Учёные
Fritz ZwickyIsaac NewtonJohn MichellRobert HookeAlbert EinsteinRobert H. Dicke
Понятия
эффект Сюняева — Зельдовича ускорение свободного падения закон всемирного тяготения дисперсия скоростей эффект Сакса — Вольфа постоянная Хаббла ньютоновская гравитация кинематика галактик космология гравитационных волн измерение космических расстояний космологические данные планковский масштаб критерий Колмогорова-Смирнова теории гравитации ньютоновский предел напряжённость Хаббла скалярный заряд космология сверхновых SDSS лоренц-фактор