संयुक्त राज्य अमेरिका में पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय द्वारा जारी एक हालिया अध्ययन से पता चलता है कि शोधकर्ताओं ने लाखों प्रकाश वर्ष दूर आकाशगंगा समूहों पर अब तक का सबसे व्यापक गुरुत्वाकर्षण परीक्षण करने के लिए अटाकामा कॉस्मोलॉजी टेलीस्कोप का उपयोग किया। परिणामों में पाया गया कि ब्रह्मांड के अति-बड़े पैमाने पर, जिस तरह से गुरुत्वाकर्षण दूरी के साथ कमजोर होता है, वह अभी भी न्यूटन द्वारा प्रस्तावित व्युत्क्रम वर्ग नियम के अनुरूप है और बाद में आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत द्वारा अवशोषित और विकसित किया गया है। यह परिणाम न केवल मानक ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल के लिए नया समर्थन प्रदान करता है, बल्कि "डार्क मैटर के वास्तविक अस्तित्व" के लिए साक्ष्य श्रृंखला को और भी मजबूत करता है।
शोध दल ने बताया कि दैनिक जीवन में गुरुत्वाकर्षण संबंधी घटनाएं सहज लग सकती हैं, जैसे कि सेब का जमीन पर गिरना और ग्रहों का सूर्य की परिक्रमा करना, लेकिन ब्रह्मांडीय पैमाने पर, बुनियादी भौतिक सिद्धांतों के परीक्षण के लिए गुरुत्वाकर्षण हमेशा सबसे महत्वपूर्ण वस्तुओं में से एक है। यह निर्धारित करता है कि आकाशगंगाएँ कैसे बनती हैं, आकाशगंगा समूह कैसे चलते हैं, और पूरे ब्रह्मांड की बड़े पैमाने की संरचना को भी आकार देता है। हालाँकि, खगोलविदों को लंबे समय से अपने अवलोकनों में एक समस्या का सामना करना पड़ा है: कई तारे और आकाशगंगाएँ केवल दृश्यमान पदार्थ के द्रव्यमान के आधार पर बहुत तेजी से आगे बढ़ रहे हैं, और ऐसा लगता है कि उन्हें मौजूदा दृश्यमान पदार्थ द्वारा उत्पन्न गुरुत्वाकर्षण खिंचाव द्वारा समझाया नहीं जा सकता है।
पेपर के लेखकों में से एक, कॉस्मोलॉजिस्ट पेट्रीसियो ए. गैलार्डो ने कहा कि इस "ब्रह्मांडीय खाते में भारी अंतर" ने कई वर्षों से खगोल भौतिकी समुदाय को परेशान किया है। चाहे वह आकाशगंगाओं के भीतर तारों का घूमना हो या आकाशगंगा समूहों में आकाशगंगाओं की गति हो, यह दिखाया गया है कि कुछ खगोलीय पिंड दृश्यमान पदार्थ की अनुमति से कहीं अधिक तेजी से चलते हैं। इस विरोधाभास का सामना करते हुए, वैज्ञानिक समुदाय आमतौर पर दो स्पष्टीकरण पथ प्रस्तावित करता है: पहला, ब्रह्मांड में बड़ी मात्रा में अदृश्य डार्क मैटर है, जो इन खगोलीय पिंडों को अतिरिक्त गुरुत्वाकर्षण प्रदान करता है; दूसरा, मौजूदा गुरुत्वाकर्षण सिद्धांत को बहुत बड़े पैमाने पर संशोधित करने की आवश्यकता है।
यह जांचने के लिए कि कौन सी व्याख्या सच्चाई के करीब थी, शोधकर्ताओं ने अटाकामा कॉस्मोलॉजिकल टेलीस्कोप के डेटा का उपयोग किया। पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित, दूरबीन तीन से चार मंजिल ऊंचा एक अवलोकन उपकरण है। इसका उपयोग मुख्य रूप से ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण को मापने के लिए किया जाता है, जो कि बिग बैंग के बाद बची हुई हल्की चमक है। शोध दल ने विशाल आकाशगंगा समूहों से गुज़रने वाले इस प्राचीन प्रकाश के कारण होने वाले सूक्ष्म परिवर्तनों का विश्लेषण करने पर ध्यान केंद्रित किया, जिससे आकाशगंगा समूहों की गति की स्थिति का अनुमान लगाया गया जब वे एक-दूसरे के करीब होते हैं, और अल्ट्रा-बड़े पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण की वास्तविक ताकत का परीक्षण करते हैं।
ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण बिग बैंग के लगभग 380,000 साल बाद पैदा हुआ और पूरे ब्रह्मांड में फैल गया। जैसे ही ये प्रकाश किरणें गर्म गैस वाले आकाशगंगा समूहों के क्षेत्रों से गुजरती हैं, वे क्लस्टर की गति के कारण बेहद कमजोर लेकिन मापने योग्य विकृतियों का अनुभव करती हैं। इस संकेत का विश्लेषण करके शोधकर्ताओं ने लाखों या करोड़ों प्रकाश-वर्ष तक फैले सैकड़ों-हजारों आकाशगंगा समूहों के नमूनों पर सांख्यिकीय अध्ययन किया, ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि क्या गुरुत्वाकर्षण अभी भी शास्त्रीय सिद्धांत की भविष्यवाणी के अनुसार दूरी के साथ कम होता है।
नतीजे बताते हैं कि अवलोकन संबंधी डेटा न्यूटन के सिद्धांत और आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत की भविष्यवाणियों के साथ अत्यधिक सुसंगत हैं। यदि संशोधित न्यूटोनियन डायनेमिक्स (MOND) जैसे वैकल्पिक सिद्धांत सही हैं, तो बहुत बड़े पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण के क्षय का पैटर्न पारंपरिक सैद्धांतिक अपेक्षाओं से विचलित होना चाहिए; हालाँकि, इस माप से ऐसे विचलन का पता नहीं चला। इसलिए शोधकर्ताओं का मानना है कि, कम से कम वर्तमान में परीक्षण किए गए ब्रह्मांडीय पैमानों पर, इस बात का कोई सबूत नहीं है कि अवलोकनों को समझाने के लिए गुरुत्वाकर्षण के नियमों में संशोधन आवश्यक है।
गैलार्डो ने कहा कि यह आश्चर्य की बात है कि 17वीं सदी में न्यूटन द्वारा प्रस्तावित व्युत्क्रम वर्ग नियम 21वीं सदी में प्रवेश करने के बाद भी ब्रह्मांड के इतने बड़े पैमाने पर मान्य हो सकता है। जब न्यूटन ने इस नियम पर चर्चा की, तो उन्होंने मुख्य रूप से सौर मंडल के भीतर खगोलीय पिंडों की गति पर ध्यान केंद्रित किया। आज, वैज्ञानिकों ने इस सिद्धांत को दूरी के पैमाने और द्रव्यमान के पैमाने पर विस्तारित और परीक्षण किया है जो उनके समय में अकल्पनीय थे।
शोधकर्ताओं ने बताया कि इसका मतलब यह है कि "लापता द्रव्यमान" समस्या को "गुरुत्वाकर्षण सिद्धांत विफलता" द्वारा समझाना अधिक कठिन है, लेकिन यह ब्रह्मांड में एक भौतिक घटक के अस्तित्व का समर्थन करता है जिसे सीधे तौर पर नहीं देखा गया है, अर्थात् डार्क मैटर। दूसरे शब्दों में, यदि गुरुत्वाकर्षण स्वयं बड़े पैमाने पर असामान्य व्यवहार नहीं करता है, तो आकाशगंगाओं और आकाशगंगा समूहों में अतिरिक्त गुरुत्वाकर्षण प्रभाव भौतिक कानूनों के पुनर्लेखन के बजाय द्रव्यमान के अदृश्य स्रोतों से आने की अधिक संभावना है।
हालाँकि, शोध इस बात पर भी जोर देता है कि डार्क मैटर की वास्तविक प्रकृति आधुनिक भौतिकी में सबसे महत्वपूर्ण अनसुलझी समस्याओं में से एक है। यह कार्य "ब्रह्मांड के घटकों में से एक के रूप में डार्क मैटर" के साक्ष्य को मजबूत करता है, लेकिन यह उत्तर नहीं देता है कि यह वास्तव में किस चीज से बना है। भविष्य में, जैसे-जैसे ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण की टिप्पणियों की सटीकता में और सुधार होता है और बड़े पैमाने पर आकाशगंगा सर्वेक्षण परियोजनाएं आगे बढ़ती रहती हैं, वैज्ञानिकों से गुरुत्वाकर्षण के नियमों और डार्क मैटर मुद्दों पर अधिक सटीक परीक्षण करने की उम्मीद की जाती है।
इस शोध पत्र का शीर्षक है "किनेमैटिक सनयेव-ज़ेल्डोविच प्रभाव का उपयोग करके ब्रह्माण्ड संबंधी पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण के नियम का परीक्षण करना" और इसे 15 अप्रैल, 2026 को "भौतिक समीक्षा पत्र" में प्रकाशित किया गया था। शोध पी. ए. गैलार्डो जैसे विद्वानों के सहयोग से पूरा किया गया था, और इस परियोजना को राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन और अन्य संस्थानों से भी समर्थन मिला।