爱因斯坦错了？引力理论失效是真的吗？

300多年前，艾萨克·牛顿首次提出了他的引力理论，描述了大质量物体如何相互吸引。

然后，大约一百年前，阿尔伯特·爱因斯坦完善并扩展了牛顿的思想，创立了相对论，将引力解释为物体——特别是在宇宙各处存在的极端情况下的物体——扭曲其周围空间结构的方式。

但宇宙中仍有一些谜团，即使是已得到很好验证的相对论也无法解释。

最大的谜就是暗物质，这是当今天文学中最难以解释的问题。

许多科学家认为，暗物质是某种尚不为人知的粒子，遵循传统的引力定律。

另一些人则认为，这个问题实际上就是引力问题。

根据这种观点，也许我们需要一个经过修正的引力理论，也称为修正牛顿动力学 MOND。

MOND认为，在最大和最小的尺度上，引力的作用与通常的牛顿或爱因斯坦理论不同。

由于牛顿和爱因斯坦的引力理论取得了巨大成功，人们往往对MOND抱有极大怀疑。

但最近发表在《天体物理学杂志》季刊上的一项研究声称，通过详细观察双星彼此绕行的方式，一些新的观测结果为修正引力理论提供了证据。

新研究的作者、韩国世宗大学的天文学家蔡奎贤解释说，新结果提供了直接证据，证明牛顿的理论在一定尺度上失效了。

蔡奎贤使用了欧洲盖亚卫星的数据。

该卫星在过去十年中以前所未有的精度测量恒星的位置和运动。

特别是，他观察了具有特别宽的轨道、并且轨道相距很远的双星，以测量它们的加速度，而对于这些加速度，MOND和传统理论预测的数值不同。

这些相隔较远的恒星移动相当缓慢，这使得在有微小加速度的地方进行引力测试成为可能。

这些微小加速度就是两种引力理论出现分歧之处。

修正引力理论预测这些恒星的移动速度将比正常引力下快30%-40%——这正是蔡奎贤声称在数据中看到的。

蔡奎贤说，在双星这种小尺度上，暗物质不能真正产生影响，因此它不能解释所观测到的与传统引力理论预测结果的差异。

墨西哥国立自治大学的天文学家哈维尔·埃尔南德斯首先提出了用宽大的双星系统测试引力的想法。

他对这些新结果很有信心，尤其是因为它们补充了他过去的工作。

他说：事实显示，两种很大程度上独立且互补的方法产生了相同的结果。

他强调，这是科学过程的一个明确例子。

对蔡奎贤的观测结果的最好解释是一种特殊的修正引力理论，称为AQUAL MOND。

但如果引力只是同一项理论的预测不完全相符，这并不意味着我们需要将理论彻底抛弃。

物理学家谢尔盖·克托夫在东京大学提供的新闻稿中说：修正引力理论有很多版本，因为修正引力理论超越了爱因斯坦的广义相对论。

修正引力理论并不排斥爱因斯坦的理论，但它将显示爱因斯坦理论的边界。

不过，科学界中不是所有人都相信这是MOND的确凿证据。

科学传播者伊桑·西格尔日前在他的专栏《从爆炸开始》中写道：简单地说，这个结果是三样东西的汇聚：好科学、坏科学和科学新闻的丑恶现状。

西格尔和其他科学家对蔡奎贤研究中所使用的观测结果的可靠性表示担忧，并对一些新闻报道感到不满，因为这些报道造成了这样一种印象，即这项工作对修正引力理论来说意味着决定性胜利。

随着科学家在他们的分析中所包含的恒星不同，结果就有所不同。

而这些科学家目前在哪些假设才是正确的这一问题上存在分歧。

蔡奎贤反驳道：如果有人真感到怀疑，他应该试图证明我的结果有误。

然而，他对一些怀疑者的动机表示理解。

他又说，目前修正引力理论就像量子物理学尚未发展起来时的玻尔原子模型。

但我们需要记住，量子物理学最终发展起来了。