Astrofyzici pozorovali záhadné chování hvězdokup, které se zdá být v rozporu s naším
Jak vesmír funguje?
Newtonova klasická teorie gravitace je zákonempopisující gravitační interakci v rámci klasické mechaniky. V Newtonově teorii každé masivní těleso vytváří silové pole přitažlivosti vůči němu. Mluvíme o gravitačním poli.
Gravitační interakce v Newtonově teorii se šíří okamžitě, protože gravitační síla závisí pouze na vzájemné poloze přitahujících se těles v daném časovém okamžiku.
Také zodpovědný za to, co se děje v našem Vesmírua temná hmota. Nepodílí se na elektromagnetické interakci, a proto není k dispozici pro přímé pozorování. Temná hmota tvoří asi 25 % hmoty-energie vesmíru a objevuje se pouze v gravitační interakci. Ne všichni vědci jsou spokojeni s tím, že ji nelze pozorovat. Někteří fyzici popírají temnou hmotu a přijímanou strukturu vesmíru. Hovoří o absenci gravitace a pokřivení časoprostoru a nabízejí alternativy. Například teorie MOND (anglicky: Modified Newtonian Dynamics, upravená Newtonova dynamika).
Jaká je alternativa?
Podle teorie MOND - nebo alternativní teorie gravitace - lze Newtonův gravitační zákon upravit tak, aby vysvětlil rotaci galaxií bez zapojení temné hmoty.
Teorie MOND je v podstatě alternativou k obecnémuteorie relativity. Vynalezl ji Einstein, aby vysvětlil, jak funguje gravitace a proč existuje temná hmota, která drží galaxie pohromadě.
Profesor Pavel Krupa a jeho tým našli důkazy pro existenci alternativní teorie gravitace
Foto: Volker Lannert/University of Bonn
MOND se snaží vysvětlit pročrůzné objekty ve vesmíru mají různou hmotnost bez použití konceptu temné hmoty. Navrhl to na počátku 80. let izraelský astrofyzik Mordechai Milgrom. Teorie upravuje zákon gravitace, odkazuje na silnější sílu v některých oblastech vesmíru, čímž vysvětluje zakřivení prostoru.
Kde vědci hledali odpověď?
Autoři nové studie studovali nepřítomněhvězdokupy. Vznikají, když se v obrovském oblaku plynu během krátké doby zrodí tisíce hvězd. Když se „vznítí“, odfouknou zbytky oblaku plynu, což způsobí výrazné rozšíření kupy. To vytváří „volnou“ formaci, která obsahuje kdekoli od několika desítek až po několik tisíc hvězd. Slabé gravitační síly působící mezi nimi drží členy shluku pohromadě.
Ve většině případů rozptýlené hvězdyshluky trvají jen několik set milionů let, než se rozpustí. Zároveň pravidelně ztrácejí hvězdy, které se hromadí ve dvou takzvaných „přílivových ohonech“. Jeden z nich sáhne po kupě, když cestuje vesmírem. Druhý naopak přebírá „iniciativu“ a pracuje jako „hlava kopí“.
v čem spočívá nekonzistence?
Podle Newtonových gravitačních zákonů je otázka zdaNa jakém chvostu ztracená hvězda skončí, záleží na případu. Oba by tedy měly obsahovat přibližně stejný počet hvězd. Vědci však poprvé v historii dokázali, že tomu tak není. Studovali hvězdokupy a pozorovali, jak „přední“ ohon vždy obsahoval více hvězd než „zadní“ ohon.
Doposud to bylo téměř nemožné určitmezi miliony hvězd v blízkosti hvězdokupy jsou ty, které patří do jejích ohonů. K tomu je třeba dávat pozor na rychlost, směr pohybu a stáří každého z těchto objektů. K vyřešení problému vyvinuli autoři nové studie metodu, která jim poprvé umožnila přesně spočítat hvězdy na jejich ohonech.
V hvězdokupě Hyades (nahoře) je počet hvězd (černá) v předním slapovém ohonu výrazně větší než v zadním slapovém ohonu.
Počítačové simulace pomocí MOND (níže) ukazují podobný obrázek. Kredit: Univerzita v Bonnu.
V tuto chvíli bylo poblíž Země prozkoumáno pět otevřených hvězdokup, čtyři z nich co nejblíže. Když vědci analyzovali všechna data, narazili na rozpor se současnou teorií.
Dokování s jinou teorií
Nová pozorovací data jsou naopak mnohem lepšíjsou v souladu s teorií MOND. Podle něj mohou hvězdy opustit hvězdokupu „dvou různými dveřmi,“ vysvětlují vědci. „Jeden vede k „zadnímu“ přílivovému ocasu, druhý vede k „přednímu“ přílivovému ocasu. První je však mnohem užší než druhý, takže je nepravděpodobné, že by hvězda skrze něj hvězdokupu opustila. Newtonova teorie gravitace na druhou stranu předpovídá, že obě „dveře“ by měly mít stejnou šířku,“ píší fyzici.
en.freepik.com
Fyzici vypočítali hvězdnou distribuci,očekáváno podle teorie MOND. Výsledky se ukázaly v překvapivě dobré shodě s pozorováním. K tomu však fyzici museli použít relativně jednoduché výpočetní metody. V současnosti jim chybí matematické nástroje k podrobnější analýze modifikované newtonovské dynamiky.
Jaký je konečný výsledek?
Simulace však také odpovídalys postřehy v jiných ohledech. Předpověděli, jak dlouho otevřené hvězdokupy obvykle vydrží. A tato doba je několikrát kratší, než lze podle Newtonových zákonů očekávat. To vysvětluje dlouho známou záhadu. Konkrétně, proč hvězdokupy v blízkých galaxiích mizí rychleji, než by měly.
Nicméně teorie MOND není mezi nimi nespornáspecialisté. Protože Newtonovy gravitační zákony za určitých okolností "nefungují", je třeba je změnit. To vše má dalekosáhlé důsledky pro další oblasti fyziky.
Na druhou stranu to mnohé řešíproblémy, kterým dnes kosmologie čelí. Nyní autoři studie zkoumají nové matematické metody pro ještě přesnější modelování. Mohou pak být použity k nalezení dalších důkazů, zda je teorie MOND správná nebo ne.
Přečtěte si více:
Archeologové oficiálně potvrdili legendy z Bible
Ukázalo se, co se stane s buňkami těla, když srdce zemře
Signál Starlink byl hackerem použit jako alternativa k GPS