Οι αστροφυσικοί έχουν παρατηρήσει μυστηριώδη συμπεριφορά αστρικών σμηνών που φαίνεται να αψηφά τη δική μας
Πώς λειτουργεί το σύμπαν;
Η κλασική θεωρία της βαρύτητας του Νεύτωνα είναι ο νόμοςπεριγράφοντας τη βαρυτική αλληλεπίδραση στο πλαίσιο της κλασικής μηχανικής. Στη Νευτώνεια θεωρία, κάθε σώμα με μάζα δημιουργεί ένα πεδίο δύναμης έλξης προς αυτό. Μιλάμε για το βαρυτικό πεδίο.
Η βαρυτική αλληλεπίδραση στη θεωρία του Νεύτωνα διαδίδεται αμέσως, αφού η δύναμη της βαρύτητας εξαρτάται μόνο από τη σχετική θέση των σωμάτων έλξης σε μια δεδομένη χρονική στιγμή.
Επίσης υπεύθυνος για ό,τι συμβαίνει στο Σύμπαν μαςκαι τη σκοτεινή ύλη. Δεν συμμετέχει στην ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση και επομένως δεν είναι διαθέσιμο για άμεση παρατήρηση. Η σκοτεινή ύλη αποτελεί περίπου το 25% της μάζας-ενέργειας του Σύμπαντος και εμφανίζεται μόνο στη βαρυτική αλληλεπίδραση. Δεν είναι όλοι οι επιστήμονες ευχαριστημένοι με το γεγονός ότι δεν μπορεί να παρατηρηθεί. Μερικοί φυσικοί αρνούνται τη σκοτεινή ύλη και την αποδεκτή δομή του Σύμπαντος. Μιλούν για την απουσία της βαρύτητας και την παραμόρφωση του χωροχρόνου και προσφέρουν εναλλακτικές. Για παράδειγμα, η θεωρία MOND (Αγγλικά: Modified Newtonian Dynamics, modified Newtonian dynamics).
Ποια είναι η εναλλακτική;
Σύμφωνα με τη θεωρία MOND - ή μια εναλλακτική θεωρία της βαρύτητας - ο νόμος της βαρύτητας του Νεύτωνα μπορεί να τροποποιηθεί για να εξηγήσει την περιστροφή των γαλαξιών χωρίς να εμπλέκεται η σκοτεινή ύλη.
Ουσιαστικά, η θεωρία MOND είναι μια εναλλακτική στο ΓενικόΘεωρία της σχετικότητας. Εφευρέθηκε από τον Αϊνστάιν για να εξηγήσει πώς λειτουργεί η βαρύτητα και γιατί υπάρχει η σκοτεινή ύλη, η οποία συγκρατεί τους γαλαξίες.
Ο καθηγητής Pavel Krupa και η ομάδα του βρήκαν στοιχεία για την ύπαρξη μιας εναλλακτικής θεωρίας της βαρύτητας
Φωτογραφία: Volker Lannert/University of Bonn
Η MOND στοχεύει να εξηγήσει γιατίδιαφορετικά αντικείμενα στο σύμπαν έχουν διαφορετική μάζα χωρίς να χρησιμοποιούν την έννοια της σκοτεινής ύλης. Προτάθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1980 από τον Ισραηλινό αστροφυσικό Mordechai Milgrom. Η θεωρία τροποποιεί τον νόμο της βαρύτητας, αναφερόμενη σε μια ισχυρότερη δύναμη σε ορισμένες περιοχές του χώρου, εξηγώντας έτσι την καμπυλότητα του χώρου.
Πού αναζήτησαν οι επιστήμονες την απάντηση;
Οι συγγραφείς της νέας μελέτης μελέτησαν απουσιολόγουςαστρικά σμήνη. Σχηματίζονται όταν χιλιάδες αστέρια γεννιούνται σε σύντομο χρονικό διάστημα μέσα σε ένα τεράστιο νέφος αερίων. Καθώς «αναφλέγονται», διώχνουν τα υπολείμματα του νέφους αερίων, προκαλώντας το σύμπλεγμα να επεκταθεί σημαντικά. Αυτό δημιουργεί έναν «χαλαρό» σχηματισμό που περιέχει οπουδήποτε από μερικές δεκάδες έως αρκετές χιλιάδες αστέρια. Οι αδύναμες βαρυτικές δυνάμεις που δρουν μεταξύ τους συγκρατούν τα μέλη του σμήνος ενωμένα.
Στις περισσότερες περιπτώσεις, διάσπαρτα αστέριατα σμήνη διαρκούν μόνο μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια πριν διαλυθούν. Ταυτόχρονα, χάνουν τακτικά αστέρια, τα οποία συσσωρεύονται σε δύο αποκαλούμενες «παλιρροιακές ουρές». Ένας από αυτούς φτάνει στο σύμπλεγμα καθώς ταξιδεύει στο διάστημα. Ο άλλος, αντίθετα, παίρνει την «πρωτοβουλία» και λειτουργεί ως «αιχμή του δόρατος».
Ποια είναι η ασυνέπεια;
Σύμφωνα με τους νόμους της βαρύτητας του Νεύτωνα, το ερώτημα ανΣε ποια ουρά θα καταλήξει το χαμένο αστέρι εξαρτάται από την περίπτωση. Έτσι, και τα δύο θα πρέπει να περιέχουν περίπου τον ίδιο αριθμό αστεριών. Ωστόσο, για πρώτη φορά στην ιστορία, οι επιστήμονες απέδειξαν ότι αυτό δεν ισχύει. Μελέτησαν τα σμήνη και παρατήρησαν πώς η «μπροστινή» ουρά περιείχε πάντα περισσότερα αστέρια από την «πίσω» ουρά.
Μέχρι τώρα ήταν σχεδόν αδύνατο να προσδιοριστείανάμεσα στα εκατομμύρια αστέρια κοντά στο σμήνος είναι αυτά που ανήκουν στις ουρές του. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να δώσετε προσοχή στην ταχύτητα, την κατεύθυνση της κίνησης και την ηλικία καθενός από αυτά τα αντικείμενα. Για να λύσουν το πρόβλημα, οι συγγραφείς της νέας μελέτης ανέπτυξαν μια μέθοδο που τους επέτρεψε να μετρήσουν με ακρίβεια τα αστέρια στην ουρά τους για πρώτη φορά.
Στο αστρικό σύμπλεγμα Υάδες (επάνω), ο αριθμός των αστεριών (μαύρα) στην κύρια παλιρροϊκή ουρά είναι σημαντικά μεγαλύτερος από ό,τι στην τελική παλιρροιακή ουρά.
Οι προσομοιώσεις υπολογιστή με χρήση του MOND (παρακάτω) δείχνουν παρόμοια εικόνα. Πίστωση: Πανεπιστήμιο της Βόννης.
Αυτή τη στιγμή, πέντε ανοιχτά σμήνη έχουν εξερευνηθεί κοντά στη Γη, τέσσερα από αυτά όσο το δυνατόν πιο κοντά. Όταν οι επιστήμονες ανέλυσαν όλα τα δεδομένα, βρέθηκαν αντιμέτωποι με μια αντίφαση με την τρέχουσα θεωρία.
Συνδέοντας με μια άλλη θεωρία
Τα νέα δεδομένα παρατήρησης, αντίθετα, είναι πολύ καλύτεραείναι συνεπείς με τη θεωρία MOND. Σύμφωνα με αυτό, τα αστέρια μπορούν να φύγουν από το σμήνος «μέσω δύο διαφορετικών θυρών», εξηγούν οι επιστήμονες. «Το ένα οδηγεί στην «πίσω» παλιρροιακή ουρά, το άλλο οδηγεί στην «μπροστινή» παλιρροιακή ουρά. Ωστόσο, το πρώτο είναι πολύ πιο στενό από το δεύτερο, επομένως είναι απίθανο το αστέρι να φύγει από το σμήνος μέσα από αυτό. Η θεωρία της βαρύτητας του Νεύτωνα, από την άλλη πλευρά, προβλέπει ότι και οι δύο «πόρτες» πρέπει να έχουν το ίδιο πλάτος», γράφουν οι φυσικοί.
en.freepik.com
Οι φυσικοί έχουν υπολογίσει την αστρική κατανομή,αναμένεται σύμφωνα με τη θεωρία MOND. Τα αποτελέσματα αποδείχθηκαν σε εκπληκτικά καλή συμφωνία με τις παρατηρήσεις. Ωστόσο, για να γίνει αυτό, οι φυσικοί έπρεπε να χρησιμοποιήσουν σχετικά απλές υπολογιστικές μεθόδους. Επί του παρόντος δεν διαθέτουν τα μαθηματικά εργαλεία για να αναλύσουν την τροποποιημένη Νευτώνεια δυναμική με περισσότερες λεπτομέρειες.
Ποια είναι η κατώτατη γραμμή;
Ωστόσο, ταίριαξαν και οι προσομοιώσειςμε παρατηρήσεις από άλλες απόψεις. Προέβλεψαν πόσο θα διαρκούσαν συνήθως τα ανοιχτά αστρικά σμήνη. Και αυτή η χρονική περίοδος είναι αρκετές φορές μικρότερη από ό,τι μπορεί να αναμένεται σύμφωνα με τους νόμους του Νεύτωνα. Αυτό εξηγεί ένα πασίγνωστο μυστήριο. Δηλαδή, γιατί τα αστρικά σμήνη σε κοντινούς γαλαξίες εξαφανίζονται πιο γρήγορα από ό,τι θα έπρεπε.
Ωστόσο, η θεωρία MOND δεν είναι αδιαμφισβήτητη μεταξύ τουςειδικούς. Εφόσον οι νόμοι της βαρύτητας του Νεύτωνα «δεν λειτουργούν» υπό ορισμένες συνθήκες, πρέπει να αλλάξουν. Όλα αυτά έχουν εκτεταμένες συνέπειες για άλλους τομείς της φυσικής.
Από την άλλη, αυτό λύνει πολλάπροβλήματα που αντιμετωπίζει σήμερα η κοσμολογία. Τώρα οι συγγραφείς της μελέτης εξερευνούν νέες μαθηματικές μεθόδους για ακόμη πιο ακριβή μοντελοποίηση. Στη συνέχεια, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εύρεση περαιτέρω αποδεικτικών στοιχείων για το εάν η θεωρία MOND είναι σωστή ή όχι.
Διαβάστε περισσότερα:
Οι αρχαιολόγοι επιβεβαίωσαν επίσημα τους θρύλους από τη Βίβλο
Αποδείχθηκε τι συμβαίνει στα κύτταρα του σώματος όταν πεθαίνει η καρδιά
Το σήμα Starlink παραβιάστηκε για να χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική λύση στο GPS