Astrofyzici pozorovali záhadné správanie hviezdokôp, ktoré sa zdá byť v rozpore s našimi
Ako funguje vesmír?
Newtonova klasická teória gravitácie je zákonompopisujúci gravitačnú interakciu v rámci klasickej mechaniky. V Newtonovej teórii každé masívne teleso vytvára silové pole príťažlivosti voči nemu. Hovoríme o gravitačnom poli.
Gravitačná interakcia v Newtonovej teórii sa šíri okamžite, pretože sila gravitácie závisí iba od relatívnej polohy priťahujúcich telies v danom časovom okamihu.
Tiež zodpovedný za to, čo sa deje v našom Vesmírea temnej hmoty. Nezúčastňuje sa elektromagnetickej interakcie, a preto nie je k dispozícii na priame pozorovanie. Temná hmota tvorí asi 25 % masovej energie vesmíru a objavuje sa iba v gravitačnej interakcii. Nie všetci vedci sú spokojní s tým, že sa nedá pozorovať. Niektorí fyzici popierajú temnú hmotu a akceptovanú štruktúru vesmíru. Hovoria o absencii gravitácie a skreslení časopriestoru a ponúkajú alternatívy. Napríklad teória MOND (Modified Newtonian Dynamics, modifikovaná Newtonova dynamika).
Aká je alternatíva?
Podľa teórie MOND - alebo alternatívnej teórie gravitácie - môže byť Newtonov gravitačný zákon upravený tak, aby vysvetlil rotáciu galaxií bez zapojenia temnej hmoty.
Teória MOND je v podstate alternatívou ku generáloviteórie relativity. Vynašiel ho Einstein, aby vysvetlil, ako funguje gravitácia a prečo vôbec existuje temná hmota, ktorá drží galaxie pohromade.
Profesor Pavel Krupa a jeho tím našli dôkazy o existencii alternatívnej teórie gravitácie
Foto: Volker Lannert/Univerzita v Bonne
MOND má za cieľ vysvetliť prečorôzne objekty vo vesmíre majú rôznu hmotnosť bez použitia konceptu temnej hmoty. Začiatkom 80. rokov to navrhol izraelský astrofyzik Mordechai Milgrom. Teória upravuje zákon gravitácie, odkazuje na silnejšiu silu v niektorých oblastiach vesmíru, čím vysvetľuje zakrivenie priestoru.
Kde vedci hľadali odpoveď?
Autori novej štúdie študovali neprítomnehviezdokopy. Vznikajú, keď sa tisíce hviezd zrodia v krátkom čase v obrovskom oblaku plynu. Keď sa „zapália“, odfúknu zvyšky plynového oblaku, čo spôsobí výrazné rozšírenie hviezdokopy. To vytvára „voľnú“ formáciu, ktorá obsahuje niekoľko desiatok až niekoľko tisíc hviezd. Slabé gravitačné sily pôsobiace medzi nimi držia členy klastra pohromade.
Vo väčšine prípadov rozptýlené hviezdyzhluky trvajú len niekoľko stoviek miliónov rokov, kým sa rozpustia. Zároveň pravidelne strácajú hviezdy, ktoré sa hromadia v dvoch takzvaných „slapových chvostoch“. Jeden z nich siahne po zhluku, keď cestuje vesmírom. Ten druhý naopak preberá „iniciatívu“ a pracuje ako „hlava kopija“.
V čom spočíva nezrovnalosť?
Podľa Newtonových gravitačných zákonov otázka čiNa ktorom chvoste stratená hviezda skončí, závisí od prípadu. Obidve by teda mali obsahovať približne rovnaký počet hviezdičiek. Vedci však prvýkrát v histórii dokázali, že to tak nie je. Študovali hviezdokopy a pozorovali, ako „predný“ chvost vždy obsahoval viac hviezd ako „zadný“.
Doteraz to bolo takmer nemožné určiťmedzi miliónmi hviezd v blízkosti hviezdokopy sú tie, ktoré patria k jej chvostom. Aby ste to dosiahli, musíte venovať pozornosť rýchlosti, smeru pohybu a veku každého z týchto objektov. Na vyriešenie problému autori novej štúdie vyvinuli metódu, ktorá im umožnila prvýkrát presne spočítať hviezdy na ich chvostoch.
V hviezdokope Hyades (hore) je počet hviezd (čierny) v prednom slapovom chvoste výrazne vyšší ako v zadnom.
Počítačové simulácie pomocou MOND (nižšie) ukazujú podobný obrázok. Poďakovanie: Univerzita v Bonne.
V súčasnosti bolo v blízkosti Zeme preskúmaných päť otvorených hviezdokôp, štyri z nich čo najbližšie. Keď vedci analyzovali všetky údaje, narazili na rozpor so súčasnou teóriou.
Dokovanie s inou teóriou
Nové pozorovacie údaje sú naopak oveľa lepšiesú v súlade s teóriou MOND. Podľa nej môžu hviezdy opustiť hviezdokopu „dvoma rôznymi dverami,“ vysvetľujú vedci. „Jeden vedie k „zadnému“ prílivovému chvostu, druhý vedie k „prednému“ prílivovému chvostu. Prvý je však oveľa užší ako druhý, takže je nepravdepodobné, že hviezda cez neho hviezdokopu opustí. Na druhej strane Newtonova teória gravitácie predpovedá, že obe „dvere“ by mali mať rovnakú šírku,“ píšu fyzici.
sk.freepik.com
Fyzici vypočítali rozloženie hviezd,očakávané podľa teórie MOND. Výsledky sa ukázali byť v prekvapivo dobrej zhode s pozorovaniami. Na to však fyzici museli použiť relatívne jednoduché výpočtové metódy. V súčasnosti im chýbajú matematické nástroje na podrobnejšie analyzovanie modifikovanej newtonovskej dynamiky.
Čo je spodnom riadku?
Zhodovali sa však aj simulácies pozorovaním v iných ohľadoch. Predpovedali, ako dlho budú otvorené hviezdokopy zvyčajne trvať. A toto časové obdobie je niekoľkonásobne kratšie, ako sa dá podľa Newtonových zákonov očakávať. To vysvetľuje dlho známu záhadu. Konkrétne, prečo hviezdokopy v blízkych galaxiách miznú rýchlejšie, ako by mali.
Teória MOND však nie je medzi nimi nespornášpecialistov. Keďže Newtonove zákony gravitácie za určitých okolností „nefungujú“, treba ich zmeniť. To všetko má ďalekosiahle dôsledky pre ďalšie oblasti fyziky.
Na druhej strane to mnohé riešiproblémy, ktorým dnes kozmológia čelí. Teraz autori štúdie skúmajú nové matematické metódy pre ešte presnejšie modelovanie. Môžu sa potom použiť na nájdenie ďalších dôkazov o tom, či je teória MOND správna alebo nie.
Čítaj viac:
Archeológovia oficiálne potvrdili legendy z Biblie
Ukázalo sa, čo sa stane s bunkami tela, keď srdce odumrie
Signál Starlink bol hacknutý, aby sa dal použiť ako alternatíva k GPS