摘要：韩国世宗大学的最新研究正在撼动现代物理学的根基。通过对26500个宽双星系统的精密观测，科学家发现当这些天体处于极低加速度状态时，它们的引力行为与牛顿万有引力定律和爱因斯坦广义相对论的预测存在显著偏差。这一发现不仅质疑了我们对宇宙运行机制的基本理解，更为一个备

信息来源：https://www.popularmechanics.com/space/deep-space/a65941410/study-contradicts-newton-einstein-theory-of-gravity/

韩国世宗大学的最新研究正在撼动现代物理学的根基。通过对26500个宽双星系统的精密观测，科学家发现当这些天体处于极低加速度状态时，它们的引力行为与牛顿万有引力定律和爱因斯坦广义相对论的预测存在显著偏差。这一发现不仅质疑了我们对宇宙运行机制的基本理解，更为一个备受争议的替代理论——修正牛顿动力学提供了强有力的支持。

研究团队利用欧洲航天局盖亚太空天文台的高精度数据，对650光年范围内的双星系统进行了史无前例的详细分析。当这些被称为"宽双星"的天体轨道加速度降至约0.1纳米每平方秒的极低水平时，观测到的实际加速度比传统引力理论预测值高出30%至40%。然而，当加速度超过10纳米每平方秒时，这些天体的行为又完全符合牛顿-爱因斯坦模型的预测。

这种在特定条件下的系统性偏差暴露了现有引力理论可能存在的根本性缺陷。研究主要作者Kyu-Hyun Chae表示，这些发现"直接证明了标准引力在弱加速度下失效"，为物理学界长期争论的一个核心问题提供了新的实证依据。

暗物质理论的困境

马克·加利克/科学图片库//盖蒂图片社

当前的宇宙学模型严重依赖暗物质概念来解释各种天体现象。科学家认为这种神秘物质构成了宇宙的大部分质量，但至今无法直接探测到它的存在。在标准模型中，暗物质被用来解释星系旋转曲线异常、星系团动力学以及大尺度结构形成等现象。

然而，Chae的研究结果对这一框架提出了严峻挑战。如果暗物质真的存在并按照标准模型预测的方式影响引力，那么宽双星在低加速度状态下应该表现出与观测完全不同的行为模式。这种理论预测与实际观测之间的巨大差异，迫使科学界重新审视暗物质假说的有效性。

更令人困惑的是，这种引力异常只在特定的加速度阈值下出现。这种明显的"开关效应"很难用传统的暗物质模型来解释，因为暗物质的引力效应应该是连续和渐进的，而不是在某个临界值附近突然发生变化。

这一发现也与其他天体物理观测相呼应。近年来，科学家在研究星系旋转曲线、星系团碰撞和大尺度结构形成时，都遇到了暗物质理论难以完美解释的现象。这些累积的证据正在让越来越多的物理学家开始质疑我们对宇宙组成和演化的基本假设。

MOND理论的复兴

面对标准引力理论的困境，修正牛顿动力学重新进入了科学界的视野。这个由以色列物理学家莫德海·米尔格罗姆在1983年首次提出的理论认为，在极低加速度条件下，牛顿的万有引力定律需要进行修正。

MOND理论的核心观点是，当加速度低于某个临界值时，引力的强度会发生根本性改变，变得比牛顿定律预测的更强。这个临界加速度大约为10^-10米每平方秒，恰好与Chae研究中观察到的异常现象发生的加速度范围相符。

特别值得注意的是，Chae的研究数据与AQUAL理论的预测几乎完美吻合。AQUAL是MOND框架下的一个具体实现，由米尔格罗姆与合作者共同发展。该理论准确预测了在银河系外部引力场影响下，圆形轨道运动的加速度增强因子应该约为1.4倍，这与观测到的30-40%的增强基本一致。

这种理论与观测之间的高度一致性令人印象深刻，特别是考虑到MOND理论早在40年前就做出了这些预测，远早于相关观测数据的获得。这种预测能力是科学理论有效性的重要指标，也是MOND理论获得更多关注的重要原因。

物理学革命的前夜

如果Chae的研究结果得到进一步验证，它可能标志着物理学史上又一次重大革命的开始。就像爱因斯坦的相对论推翻了牛顿的绝对时空概念一样，MOND理论可能将彻底改写我们对引力和宇宙结构的理解。

这种潜在的范式转变将产生深远影响。首先，它将重新定义我们对宇宙组成的认知。如果MOND理论正确，那么占宇宙质量85%的暗物质可能根本不存在，我们看到的所有引力异常都可以通过修正的引力定律来解释。

其次，这将影响我们对宇宙演化历史的理解。当前的宇宙学模型假设暗物质在宇宙早期结构形成中起关键作用，如果这个假设被推翻，科学家将需要重新构建宇宙演化的理论框架。

然而，科学革命从来不是一蹴而就的过程。MOND理论虽然在某些方面表现出色，但在解释其他天体现象时仍面临挑战。例如，该理论在解释宇宙微波背景辐射的功率谱和大尺度结构的形成方面还存在困难。

验证与挑战

尽管Chae的研究提供了令人信服的证据，但科学界对此仍保持审慎态度。独立验证是科学发现的基本要求，其他研究团队需要使用不同的数据集和分析方法来确认这些结果。

目前，多个国际研究小组正在利用各种天文观测设施重复相关实验。詹姆斯·韦伯空间望远镜、欧洲极大望远镜等下一代观测设备将提供更高精度的数据，有助于解决这一争议。

同时，理论物理学家也在努力完善MOND框架，试图解决其在某些领域的不足。一些研究者正在探索将MOND与其他物理理论相结合的可能性，希望创建一个更全面、更自洽的宇宙学模型。

另一个重要的验证途径是寻找MOND效应在其他天体系统中的表现。如果该理论正确，类似的引力异常应该在其他低加速度环境中出现，如星系外围恒星的轨道运动、球状星团的动力学等。

无论最终结果如何，Chae的研究都已经为现代物理学注入了新的活力。它提醒我们，即使是最基本的物理定律也可能需要修正和完善。正如历史上每一次科学革命一样，对既定理论的质疑和挑战是推动人类知识进步的根本动力。

这项研究的意义远超天体物理学本身，它触及了科学方法论的核心问题：我们应该如何在面对异常数据时平衡对既有理论的信任与对新想法的开放。无论暗物质还是修正引力最终胜出，这场科学争论都将深化我们对宇宙本质的理解。

来源：人工智能学家