天体物理学者たちは、私たちの常識に反するような星団の不思議な挙動を観察しました。
宇宙はどのように機能していますか？
ニュートンの古典的な重力理論は法則である古典力学の枠組み内で重力相互作用を説明します。ニュートン理論では、すべての巨大な物体は、それに向かう引力の力場を生成します。私たちは重力場の話をしています。
ニュートンの理論における重力相互作用は、重力が特定の瞬間における引き付ける物体の相対位置にのみ依存するため、瞬時に伝播します。
私たちの宇宙で起こっていることにも責任がありますそして暗黒物質。電磁相互作用に関与していないため、直接観察することはできません。暗黒物質は宇宙の質量エネルギーの約 25% を占め、重力相互作用の場合にのみ現れます。すべての科学者が観測できないという事実に満足しているわけではありません。物理学者の中には、暗黒物質や受け入れられている宇宙の構造を否定する人もいます。彼らは重力の不在と時空の歪みについて話し、代替案を提供します。たとえば、MOND理論（修正ニュートン力学、修正ニュートン力学）。
代替手段は何ですか？
MOND 理論 (または別の重力理論) によると、ニュートンの重力の法則を修正して、暗黒物質を伴わずに銀河の回転を説明できます。
本質的に、MOND 理論は一般的な理論に代わるものです。相対性理論。これは、重力がどのように機能するのか、そして銀河を結びつける暗黒物質が存在する理由を説明するためにアインシュタインによって発明されました。
Pavel Krupa 教授と彼のチームは、別の重力理論の存在を示す証拠を発見しました。
写真: Volker Lannert/ボン大学
MONDはその理由を説明することを目指しています暗黒物質の概念を使用しなくても、宇宙のさまざまなオブジェクトはさまざまな質量を持っています。 1980 年代初頭にイスラエルの天体物理学者 Mordechai Milgrom によって提案されました。この理論は重力の法則を修正し、空間のいくつかの領域でより強い力を参照し、空間の曲率を説明しています。
科学者はどこで答えを探しましたか?
新しい研究の著者らはぼんやりと研究した星団。それらは、巨大なガス雲の中で数千の星が短時間に誕生するときに形成されます。それらが「点火」すると、ガス雲の残骸が吹き飛ばされ、クラスターが大幅に拡大します。これにより、数十個から数千個の星が含まれる「緩やかな」形成が形成されます。それらの間に作用する弱い重力が、クラスターのメンバーを結び付けます。
ほとんどの場合、散在する星星団は消滅するまでわずか数億年しか続かない。同時に、定期的に星を失い、それが蓄積されて 2 つのいわゆる「潮汐」が形成されます。そのうちの 1 つが宇宙を移動するクラスターに手を伸ばします。もう一方は逆に「主導権」を握り、「陣頭指揮」を執ります。
不一致とは何ですか？
ニュートンの重力の法則によれば、失われた星がどちらの尻尾に辿り着くかは場合による。したがって、どちらにもほぼ同じ数の星が含まれているはずです。しかし、歴史上初めて、科学者たちはこれが事実ではないことを証明しました。彼らは星団を研究し、「前」の尾が常に「後」の尾よりも多くの星を含んでいることを観察しました。
今まではそれを特定することはほとんど不可能でした星団に近い何百万もの星の中には、その尾に属する星も含まれています。これを行うには、これらの各オブジェクトの速度、移動方向、古さに注意を払う必要があります。この問題を解決するために、新しい研究の著者らは、初めて尻尾の星を正確に数えられる方法を開発した。
ヒアデス星団 (上) では、先頭の潮汐尾の星 (黒) の数が、後続の潮尾よりも大幅に多くなります。
MOND を使用したコンピューター シミュレーション (下) も同様の状況を示しています。 クレジット: ボン大学。
現時点では、地球の近くで 5 つの散開星団が探査されており、そのうち 4 つは可能な限り近いものです。科学者たちがすべてのデータを分析したところ、現在の理論との矛盾に直面しました。
別の理論とのドッキング
逆に、新しい観測データははるかに優れていますMOND理論と一致しています。それによると、恒星は「2つの異なるドアを通って」星団から離れることができると科学者は説明している。 「1つは「後ろ」の潮尾につながり、もう1つは「前」の潮尾につながります。ただし、最初の星は 2 つ目よりもはるかに狭いため、星がそこを通って星団を離れる可能性は低いです。一方、ニュートンの重力理論は、両方の「ドア」の幅が同じであるべきだと予測しています」と物理学者は書いています。
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物理学者は星の分布を計算しました。MOND 理論によれば予想されます。結果は、観察結果と驚くほど良く一致していることが判明しました。ただし、これを行うには、物理学者は比較的単純な計算手法を使用する必要がありました。彼らは現在、修正ニュートン力学をより詳細に分析するための数学的ツールを欠いています。
一番下の行は何ですか？
ただし、シミュレーションも一致しました他の点での観察も含めて。彼らは、散開星団が通常どれくらいの期間続くかを予測しました。そして、この期間はニュートンの法則に従って予想される時間よりも数倍短いです。これにより、長年知られていた謎が説明されます。つまり、なぜ近くの銀河の星団が本来よりも早く消滅しているのかということです。
しかし、MOND 理論は、次のような人々の間で議論の余地がないわけではありません。専門家。ニュートンの重力の法則は、特定の状況下では「機能しない」ため、変更する必要があります。これらすべては物理学の他の分野に広範囲にわたる影響を及ぼします。
一方で、これにより多くの問題が解決されます宇宙論が今日直面している問題。現在、研究著者らは、さらに正確なモデリングを実現するための新しい数学的手法を模索しています。これらは、MOND 理論が正しいかどうかに関するさらなる証拠を見つけるために使用できます。
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