Astrofysikere har observert mystisk oppførsel til stjernehoper som ser ut til å trosse vår
Hvordan fungerer universet?
Newtons klassiske gravitasjonsteori er lovenbeskriver gravitasjonsinteraksjon innenfor rammen av klassisk mekanikk. I Newtonsk teori genererer hver massiv kropp et kraftfelt med tiltrekning mot den. Vi snakker om gravitasjonsfeltet.
Gravitasjonsinteraksjon i Newtons teori forplanter seg umiddelbart, siden tyngdekraften bare avhenger av den relative posisjonen til å tiltrekke kropper på et gitt tidspunkt.
Også ansvarlig for det som skjer i universet vårtog mørk materie. Den deltar ikke i elektromagnetisk interaksjon og er derfor ikke tilgjengelig for direkte observasjon. Mørk materie utgjør omtrent 25 % av masseenergien til universet og vises kun i gravitasjonsinteraksjon. Ikke alle forskere er fornøyd med at det ikke kan observeres. Noen fysikere benekter mørk materie og universets aksepterte struktur. De snakker om fravær av gravitasjon og forvrengning av rom-tid og tilbyr alternativer. For eksempel MOND-teorien (engelsk: Modified Newtonian Dynamics, modified Newtonian dynamics).
Hva er alternativet?
I følge MOND-teorien – eller en alternativ gravitasjonsteori – kan Newtons tyngdelov modifiseres for å forklare galaksers rotasjon uten å involvere mørk materie.
I hovedsak er MOND-teorien et alternativ til Generalenrelativitetsteori. Den ble oppfunnet av Einstein for å forklare hvordan tyngdekraften fungerer og hvorfor mørk materie i det hele tatt eksisterer, som holder galakser sammen.
Professor Pavel Krupa og teamet hans fant bevis for eksistensen av en alternativ teori om gravitasjon
Foto: Volker Lannert/Universitetet i Bonn
MOND har som mål å forklare hvorforforskjellige objekter i universet har ulik masse uten å bruke begrepet mørk materie. Det ble foreslått på begynnelsen av 1980-tallet av den israelske astrofysikeren Mordechai Milgrom. Teorien modifiserer tyngdeloven, og refererer til en sterkere kraft i noen områder av rommet, og forklarer dermed krumningen av rommet.
Hvor lette forskerne etter svaret?
Forfatterne av den nye studien studerte fraværendestjernehoper. De dannes når tusenvis av stjerner blir født på kort tid i en enorm gassky. Når de "antenner", blåser de bort restene av gasskyen, noe som får klyngen til å utvide seg betydelig. Dette skaper en "løs" formasjon som inneholder alt fra noen få titalls til flere tusen stjerner. Svake gravitasjonskrefter som virker mellom dem holder klyngemedlemmene sammen.
I de fleste tilfeller spredte stjernerklyngene varer bare noen hundre millioner år før de går i oppløsning. Samtidig mister de regelmessig stjerner, som samler seg i to såkalte "tidevannshaler." En av dem strekker seg etter klyngen mens den reiser gjennom verdensrommet. Den andre tar tvert imot «initiativet» og fungerer som «spydspissen».
Hva er inkonsekvensen?
I følge Newtons tyngdelover er spørsmålet omHvilken hale den tapte stjernen havner i avhenger av saken. Dermed bør begge inneholde omtrent like mange stjerner. For første gang i historien har imidlertid forskere bevist at dette ikke er tilfelle. De studerte klyngene og observerte hvordan den «fremre» halen alltid inneholdt flere stjerner enn den «bakerste» halen.
Til nå var det nesten umulig å fastslåblant de millioner av stjerner i nærheten av klyngen er de som hører til halen. For å gjøre dette, må du ta hensyn til hastigheten, bevegelsesretningen og alderen til hver av disse gjenstandene. For å løse problemet utviklet forfatterne av den nye studien en metode som gjorde at de kunne telle stjernene i halen nøyaktig for første gang.
I Hyades-stjernehopen (øverst) er antallet stjerner (svarte) i den ledende tidevannshalen betydelig større enn i den etterfølgende.
Datasimuleringer med MOND (nedenfor) viser et lignende bilde. Kreditt: Universitetet i Bonn.
For øyeblikket har fem åpne klynger blitt utforsket nær Jorden, fire av dem så nærme som mulig. Da forskere analyserte alle dataene, ble de møtt med en motsetning til den gjeldende teorien.
Dokker med en annen teori
Nye observasjonsdata er tvert imot mye bedreer i samsvar med MOND-teorien. Ifølge den kan stjerner forlate klyngen "gjennom to forskjellige dører," forklarer forskere. "Den ene fører til den "bakre" tidevannshalen, den andre fører til den "fremre" tidevannshalen. Den første er imidlertid mye smalere enn den andre, så det er usannsynlig at stjernen vil forlate klyngen gjennom den. Newtons gravitasjonsteori forutsier derimot at begge «dørene» skal ha samme bredde», skriver fysikerne.
no.freepik.com
Fysikere har beregnet stjernefordelingen,forventet i henhold til MOND-teorien. Resultatene viste seg å stemme overraskende godt med observasjonene. For å gjøre dette måtte fysikere imidlertid bruke relativt enkle beregningsmetoder. De mangler for tiden matematiske verktøy for å analysere modifisert newtonsk dynamikk mer detaljert.
Hva er bunnlinjen?
Simuleringene stemte imidlertid ogsåmed observasjoner i andre henseender. De spådde hvor lenge åpne stjernehoper vanligvis ville vare. Og denne tidsperioden er flere ganger kortere enn det som kan forventes i henhold til Newtons lover. Dette forklarer et lenge kjent mysterium. Nemlig hvorfor stjernehoper i galakser i nærheten forsvinner raskere enn de burde.
MOND-teorien er imidlertid ikke ubestridt blantspesialister. Siden Newtons tyngdelover "ikke virker" under visse omstendigheter, må de endres. Alt dette har vidtrekkende konsekvenser for andre områder av fysikken.
С другой стороны, это решает многие problemer som kosmologi står overfor i dag. Nå utforsker studieforfatterne nye matematiske metoder for enda mer nøyaktig modellering. De kan deretter brukes til å finne ytterligere bevis på om MOND-teorien er riktig eller ikke.
Les mer:
Arkeologer har offisielt bekreftet legendene fra Bibelen
Det viste seg hva som skjer med cellene i kroppen når hjertet dør
Starlink-signal hacket for å brukes som et alternativ til GPS