Астрофизиците са наблюдавали мистериозно поведение на звездни купове, което изглежда противоречи на нашето
Как работи Вселената?
Класическата теория на Нютон за гравитацията е законътописващ гравитационното взаимодействие в рамките на класическата механика. В теорията на Нютон всяко масивно тяло генерира силово поле на привличане към него. Говорим за гравитационното поле.
Гравитационното взаимодействие в теорията на Нютон се разпространява мигновено, тъй като силата на гравитацията зависи само от относителното положение на привличащите тела в даден момент от времето.
Също отговорен за това, което се случва в нашата Вселенаи тъмна материя. Той не участва в електромагнитно взаимодействие и следователно не е достъпен за пряко наблюдение. Тъмната материя съставлява около 25% от масата-енергия на Вселената и се появява само при гравитационно взаимодействие. Не всички учени са доволни от факта, че не може да се наблюдава. Някои физици отричат тъмната материя и приетата структура на Вселената. Те говорят за липсата на гравитация и изкривяването на пространство-времето и предлагат алтернативи. Например теорията MOND (на английски: Modified Newtonian Dynamics, модифицирана нютонова динамика).
Каква е алтернативата?
Според теорията на MOND - или алтернативна теория за гравитацията - законът за гравитацията на Нютон може да бъде модифициран, за да обясни въртенето на галактиките, без да включва тъмна материя.
По същество теорията на MOND е алтернатива на Общататеория на относителността. Изобретен е от Айнщайн, за да обясни как работи гравитацията и защо съществува тъмната материя, която държи галактиките заедно.
Професор Павел Крупа и неговият екип откриха доказателства за съществуването на алтернативна теория за гравитацията
Снимка: Volker Lannert/Университет на Бон
МОНД цели да обясни защоразличните обекти във Вселената имат различна маса, без да се използва концепцията за тъмна материя. Предложена е в началото на 80-те години на миналия век от израелския астрофизик Мордехай Милгром. Теорията модифицира закона за гравитацията, като се позовава на по-силна сила в някои области на пространството, като по този начин обяснява кривината на пространството.
Къде учените търсят отговора?
Авторите на новото изследване са учили разсеянозвездни купове. Те се образуват, когато хиляди звезди се раждат за кратко време в огромен газов облак. Докато се „запалват“, те издухват остатъците от газовия облак, което кара клъстера да се разшири значително. Това създава „разхлабена“ формация, която съдържа от няколко десетки до няколко хиляди звезди. Слабите гравитационни сили, действащи между тях, държат членовете на клъстера заедно.
В повечето случаи разпръснати звездиклъстерите продължават само няколкостотин милиона години, преди да се разтворят. В същото време те редовно губят звезди, които се натрупват в две така наречени „приливни опашки“. Един от тях посяга към клъстера, докато пътува през космоса. Другият, напротив, поема „инициативата“ и работи като „острие“.
Какво е несъответствието?
Според законите на гравитацията на Нютон въпросът далиВ коя опашка ще се окаже изгубената звезда зависи от случая. Следователно и двете трябва да съдържат приблизително еднакъв брой звезди. За първи път в историята обаче учените доказаха, че това не е така. Те изучаваха клъстерите и наблюдаваха как „предната“ опашка винаги съдържа повече звезди от „задната“ опашка.
Досега беше почти невъзможно да се определисред милионите звезди, близки до клъстера, са тези, които принадлежат към неговите опашки. За да направите това, трябва да обърнете внимание на скоростта, посоката на движение и възрастта на всеки от тези обекти. За да решат проблема, авторите на новото изследване разработиха метод, който им позволи да преброят точно звездите в опашките си за първи път.
В звездния куп Хиади (отгоре) броят на звездите (черно) във водещата приливна опашка е значително по-голям, отколкото в задната приливна опашка.
Компютърни симулации с помощта на MOND (по-долу) показват подобна картина. С уважение към: University of Bonn.
В момента в близост до Земята са изследвани пет открити клъстера, четири от които възможно най-близо. Когато учените анализираха всички данни, те се сблъскаха с противоречие с настоящата теория.
Свързване с друга теория
Новите данни от наблюдения, напротив, са много по-добриса в съответствие с теорията на MOND. Според него звездите могат да напуснат клъстера „през две различни врати“, обясняват учените. „Едната води към „задната“ приливна опашка, другата води към „предната“ приливна опашка. Първият обаче е много по-тесен от втория, така че е малко вероятно звездата да напусне клъстера през него. Теорията на Нютон за гравитацията, от друга страна, предвижда, че и двете „врати“ трябва да са с еднаква ширина“, пишат физиците.
en.freepik.com
Физиците са изчислили разпределението на звездите,очаквано според теорията на MOND. Резултатите се оказаха в изненадващо добро съответствие с наблюденията. За да направят това обаче, физиците трябваше да използват относително прости изчислителни методи. В момента им липсват математическите инструменти за по-подробен анализ на модифицираната нютонова динамика.
Какъв е долният ред?
Симулациите обаче също съвпадахас наблюдения в други отношения. Те прогнозираха колко дълго обикновено ще продължат отворените звездни купове. И този период от време е няколко пъти по-кратък, отколкото може да се очаква според законите на Нютон. Това обяснява една отдавна известна мистерия. А именно защо звездните купове в близките галактики изчезват по-бързо, отколкото би трябвало.
Теорията на MOND обаче не е безспорна средспециалисти. Тъй като законите на гравитацията на Нютон „не работят“ при определени обстоятелства, те трябва да бъдат променени. Всичко това има далечни последици за други области на физиката.
От друга страна, това решава многопроблеми, пред които е изправена космологията днес. Сега авторите на изследването изследват нови математически методи за още по-точно моделиране. След това те могат да бъдат използвани за намиране на допълнителни доказателства за това дали теорията на MOND е правилна или не.
Прочетете още:
Археолозите официално потвърдиха легендите от Библията
Оказа се какво се случва с клетките на тялото, когато сърцето умре
Сигналът на Starlink е хакнат, за да се използва като алтернатива на GPS