Спустя более трёх столетий после появления закона всемирного тяготения учёные впервые проверили его на самых больших масштабах Вселенной. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters: международная команда исследователей подтвердила, что закон Ньютона работает на расстояниях от 80 до 800 миллионов световых лет — там, где расположены крупнейшие структуры во Вселенной, скопления галактик.
Для проверки использовались данные Атакамского космологического телескопа (ACT), работавшего в Чили с 2007 по 2022 год. Прибор улавливал слабое послесвечение Большого взрыва — космическое микроволновое фоновое излучение. Когда его фотоны проходят сквозь скопление галактик, они сталкиваются с электронами и меняют энергию в зависимости от направления движения скопления. Этот эффект, известный как кинематический эффект Суняева — Зельдовича, позволяет определять скорости скоплений.
Учёные сопоставили скорости сотен тысяч скоплений с их взаимным расположением, проверяя, изменяется ли гравитация строго обратно квадрату расстояния. По данным securitylab.ru, на указанных масштабах показатель степени составил 2,1 плюс-минус 0,3 — это в точности соответствует ньютоновскому закону.
Исследование нанесло серьёзный удар по теорииMOND — альтернативной концепции, предложенной в 1980-х годах для объяснения движения галактик без тёмной материи. Если бы MOND была верна, гравитация на больших масштабах должна была бы ослабевать не с квадратом расстояния, а линейно. Новые данные этого не подтвердили, что косвенно указывает на реальное существование тёмной материи. Преемник ACT — обсерватория Саймонса — уже начал работу и позволит изучать гравитацию ещё точнее.