Astrofiziķi ir novērojuši noslēpumainu zvaigžņu kopu uzvedību, kas, šķiet, ir pretrunā ar mums
Kā darbojas Visums?
Ņūtona klasiskā gravitācijas teorija ir likumsgravitācijas mijiedarbības aprakstīšana klasiskās mehānikas ietvaros. Ņūtona teorijā katrs masīvais ķermenis ģenerē pievilkšanās spēka lauku pret to. Mēs runājam par gravitācijas lauku.
Gravitācijas mijiedarbība Ņūtona teorijā izplatās uzreiz, jo gravitācijas spēks ir atkarīgs tikai no piesaistošo ķermeņu relatīvā stāvokļa noteiktā laika momentā.
Atbildīgs arī par to, kas notiek mūsu Visumāun tumšā matērija. Tas nepiedalās elektromagnētiskajā mijiedarbībā un tāpēc nav pieejams tiešai novērošanai. Tumšā viela veido apmēram 25% no Visuma masas enerģijas un parādās tikai gravitācijas mijiedarbībā. Ne visi zinātnieki ir apmierināti ar to, ka to nevar novērot. Daži fiziķi noliedz tumšo matēriju un pieņemto Visuma struktūru. Viņi runā par gravitācijas neesamību un laika telpas izkropļojumu un piedāvā alternatīvas. Piemēram, MOND teorija (Modified Newtonan Dynamics, modified Newtonan dynamics).
Kāda ir alternatīva?
Saskaņā ar MOND teoriju - vai alternatīvu gravitācijas teoriju - Ņūtona gravitācijas likumu var mainīt, lai izskaidrotu galaktiku rotāciju, neiesaistot tumšo vielu.
Būtībā MOND teorija ir alternatīva ģenerālimrelativitātes teorija. To izgudroja Einšteins, lai izskaidrotu, kā darbojas gravitācija un kāpēc pastāv tumšā matērija, kas satur kopā galaktikas.
Profesors Pāvels Krupa un viņa komanda atrada pierādījumus alternatīvas gravitācijas teorijas esamībai
Foto: Volkers Lannerts/Bonnas Universitāte
MOND mērķis ir izskaidrot, kāpēcdažādiem Visuma objektiem ir atšķirīga masa, neizmantojot tumšās matērijas jēdzienu. To 80. gadu sākumā ierosināja Izraēlas astrofiziķis Mordehajs Milgroms. Teorija modificē gravitācijas likumu, atsaucoties uz spēcīgāku spēku dažos telpas reģionos, tādējādi izskaidrojot telpas izliekumu.
Kur zinātnieki meklēja atbildi?
Jaunā pētījuma autori mācījās izklaidīgizvaigžņu kopas. Tie veidojas, kad milzīgā gāzes mākonī īsā laikā piedzimst tūkstošiem zvaigžņu. Kad tie "aizdegas", tie aizpūš gāzes mākoņa paliekas, izraisot klastera ievērojamu paplašināšanos. Tas rada “brīvu” veidojumu, kurā ir no dažiem desmitiem līdz vairākiem tūkstošiem zvaigžņu. Vāji gravitācijas spēki, kas darbojas starp tiem, satur kopas elementus kopā.
Vairumā gadījumu izkaisītas zvaigzneskopas pastāv tikai dažus simtus miljonu gadu pirms izšķīšanas. Tajā pašā laikā viņi regulāri zaudē zvaigznes, kas uzkrājas divās tā sauktajās "paisuma astes". Viens no tiem sasniedz kopu, ceļojot pa telpu. Gluži pretēji, otrs uzņemas "iniciatīvu" un darbojas kā "šķēpa uzgalis".
Kāda ir neatbilstība?
Saskaņā ar Ņūtona gravitācijas likumiem jautājums par to, vaiKurā asti nonāk pazudusī zvaigzne, ir atkarīgs no gadījuma. Tādējādi abās ir jābūt aptuveni vienādam zvaigžņu skaitam. Tomēr pirmo reizi vēsturē zinātnieki ir pierādījuši, ka tas tā nav. Viņi pētīja kopas un novēroja, kā “priekšējā” aste vienmēr saturēja vairāk zvaigžņu nekā “aizmugurējā” aste.
Līdz šim to bija gandrīz neiespējami noteiktstarp miljoniem zvaigžņu, kas atrodas tuvu klasterim, ir tās, kas pieder tās astēm. Lai to izdarītu, jums jāpievērš uzmanība katra šī objekta ātrumam, kustības virzienam un vecumam. Lai atrisinātu problēmu, jaunā pētījuma autori izstrādāja metodi, kas ļāva viņiem pirmo reizi precīzi saskaitīt zvaigznes savās astēs.
Hiādu zvaigžņu kopā (augšpusē) zvaigžņu (melnā krāsā) skaits plūdmaiņu priekšējā daļā ir ievērojami lielāks nekā plūdmaiņu aizmugurējā daļā.
Datorsimulācijas, izmantojot MOND (zemāk), parāda līdzīgu attēlu. Kredīts: Bonnas Universitāte.
Šobrīd Zemes tuvumā ir izpētītas piecas atklātas kopas, četras no tām pēc iespējas tuvāk. Kad zinātnieki analizēja visus datus, viņi saskārās ar pretrunu ar pašreizējo teoriju.
Docking ar citu teoriju
Jauni novērojumu dati, gluži pretēji, ir daudz labākiatbilst MOND teorijai. Saskaņā ar to zvaigznes var atstāt kopu "pa divām dažādām durvīm", skaidro zinātnieki. "Viens ved uz "aizmugurējo" plūdmaiņu asti, otrs - uz "priekšējo" plūdmaiņu asti. Tomēr pirmais ir daudz šaurāks par otro, tāpēc maz ticams, ka zvaigzne pa to pametīs kopu. Savukārt Ņūtona gravitācijas teorija paredz, ka abām “durvīm” jābūt vienāda platuma,” raksta fiziķi.
en.freepik.com
Fiziķi ir aprēķinājuši zvaigžņu sadalījumu,sagaidāms saskaņā ar MOND teoriju. Rezultāti izrādījās pārsteidzoši labi saskaņoti ar novērojumiem. Tomēr, lai to izdarītu, fiziķiem bija jāizmanto salīdzinoši vienkāršas skaitļošanas metodes. Viņiem pašlaik trūkst matemātisko rīku, lai sīkāk analizētu modificēto Ņūtona dinamiku.
Kāda ir apakšējā līnija?
Tomēr arī simulācijas sakritaar novērojumiem citos aspektos. Viņi prognozēja, cik ilgi atvērtas zvaigžņu kopas parasti pastāvēs. Un šis laika posms ir vairākas reizes īsāks, nekā var sagaidīt saskaņā ar Ņūtona likumiem. Tas izskaidro sen zināmu noslēpumu. Proti, kāpēc zvaigžņu kopas tuvējās galaktikās pazūd ātrāk nekā vajadzētu.
Tomēr MOND teorija nav neapstrīdamaspeciālistiem. Tā kā Ņūtona gravitācijas likumi noteiktos apstākļos "nedarbojas", tie ir jāmaina. Tam visam ir tālejošas sekas citās fizikas jomās.
No otras puses, tas atrisina daudzusproblēmas, ar kurām mūsdienās saskaras kosmoloģija. Tagad pētījuma autori pēta jaunas matemātiskās metodes vēl precīzākai modelēšanai. Pēc tam tos var izmantot, lai atrastu papildu pierādījumus par to, vai MOND teorija ir pareiza vai nē.
Lasīt vairāk:
Arheologi ir oficiāli apstiprinājuši Bībeles leģendas
Izrādījās, kas notiek ar ķermeņa šūnām, kad mirst sirds
Starlink signāls ir uzlauzts, lai to izmantotu kā alternatīvu GPS