Пятая сила скрывается в Солнечной системе — физик NASA объяснил, как её найти

Законы физики работают по-разному в зависимости от масштаба. В пределах Солнечной системы и Млечного Пути традиционная гравитация подтверждается с предельной точностью. Но на масштабах галактик и скоплений проявляется влияние того, что учёные называют тёмной материей и тёмной энергией. Физик из Лаборатории реактивного движения NASA Вячеслав Турышев предложил объяснение этого несоответствия. Он уверен: «пятая сила» присутствует и в Солнечной системе — просто наши инструменты пока недостаточно чувствительны, чтобы её обнаружить .

Два сценария экранирования

Одно из объяснений парадокса — так называемое «экранирование»: гипотетическое пятое взаимодействие меняет своё поведение в зависимости от окружающих условий. Учёные рассматривают два основных типа моделей .

Модель «хамелеона». Здесь пятая сила становится слабее, когда плотность вещества вокруг возрастает, и усиливается в разреженных областях космоса. Вблизи Солнца её проявления могут быть сжаты в тонкий внешний слой, что делает их крайне трудными для регистрации .

Модель Вайнштейна. В этом случае сама сила не меняется, но её проявление подавляется окружающей гравитационной средой. Для Солнца так называемый «радиус Вайнштейна», за пределами которого эффект должен становиться заметным, составляет около 400 световых лет. Это означает, что даже за пределами Солнечной системы, в радиусе, включающем множество соседних звёзд, влияние гипотетической силы остаётся подавленным .

Обе модели могут оставлять следы в данных астрономических наблюдений. Однако эти исследования сосредоточены на далёких галактиках и не могут напрямую показать, как эти взаимодействия ведут себя в пределах Солнечной системы .

Что нужно делать на месте

Для проверки этих моделей на «местном уровне» учёным потребуется специальная программа, разработанная именно для этой цели. Важнее всего — наличие опровержимой теории, которая предскажет, что должна обнаружить такая программа. До сих пор все наблюдения неизменно подтверждали общую теорию относительности. Продолжение проведения аналогичных экспериментов без новых теоретических выкладок вряд ли даст полезные результаты .

Однако, если учёные смогут использовать данные масштабных космологических исследований (таких как европейский телескоп «Евклид» или прибор DESI, составивший карту десятков миллионов галактик) для разработки точных гипотез, применимых к Солнечной системе, то станет возможным создание целенаправленных экспериментов для их проверки .

Не только далёкие галактики

Косвенные указания на существование неизвестного взаимодействия ищут не только по космологическим данным. Исследователи из Лос-Аламосской национальной лаборатории использовали для этого астероид Бенну. Анализ его траектории (с момента открытия в 1999 году до сближения с зондом OSIRIS-REx) позволил установить ограничения на возможные проявления пятой силы .

Учёные отмечают, что отклонения в движении небесных тел — классический способ открытия нового. Именно аномалии в орбите Урана когда-то привели к предсказанию и последующему открытию Нептуна. Следующим объектом для подобных исследований станет астероид Апофис, который в 2029 году пройдёт на критически близком расстоянии от Земли .

Путь к открытию

Хотя создание достаточно чувствительных инструментов может занять время, учёные подчёркивают важность постепенных шагов и космических программ, направленных на улучшение измерительных возможностей. Если из собранных данных действительно можно будет построить эксперимент для проверки существования пятой силы, такой прорыв способен изменить понимание гравитации, роли тёмной энергии и устройства Вселенной в целом .