آیا قوانین گرانش نیوتن اشتباه است؟ معماهای محققان را مشاهده کنید

چالش جدید محققان؛

به گزارش گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا به نقل از سایت (سایت تک دیلی)، این یافته را نمی توان با مفروضات کلاسیک توضیح داد.

یک تیم بین المللی از اخترفیزیکدانان در حین تجزیه و تحلیل خوشه های ستاره ای خاص به کشف گیج کننده ای دست یافتند. محققان در نشریه خود می نویسند که این یافته قوانین گرانش نیوتن را به چالش می کشد. در عوض، مشاهدات با پیش‌بینی‌های یک نظریه جایگزین گرانش مطابقت دارند.

با این حال، این موضوع در بین کارشناسان بحث برانگیز است. نتایج اکنون در ماهنامه انجمن سلطنتی نجوم منتشر شده است.

محققان در کار خود، خوشه‌های ستاره‌ای باز را بررسی کردند که گروه‌هایی متشکل از ده‌ها تا صدها ستاره هستند که در کهکشان‌های مارپیچی و نامنظم یافت می‌شوند. خوشه های باز زمانی تشکیل می شوند که هزاران ستاره در مدت زمان کوتاهی در یک ابر عظیم گازی متولد شوند. با “سوختن”، تازه واردان کهکشانی بقایای ابر گازی را منفجر می کنند. در این فرآیند، گروه به شدت گسترش می یابد.

این یک شکل سست از چند ده تا چند هزار ستاره ایجاد می کند. این خوشه توسط نیروهای گرانشی ضعیفی که بین آنها عمل می کنند به هم متصل می شود.

پروفسور توضیح می‌دهد: «در بیشتر موارد، خوشه‌های ستاره‌ای باز تنها چند صد میلیون سال قبل از انحلال زنده می‌مانند. دکتر. پاول کروپا از موسسه هلمهولتز برای تشعشعات و فیزیک هسته ای در دانشگاه بن. در این فرآیند، آنها اغلب ستاره هایی را از دست می دهند که در دو به اصطلاح “دم گردباد” جمع می شوند.

یکی از این دم ها هنگام حرکت در فضا به پشت خوشه کشیده می شود. در مقابل، دیگری مانند یک سر نیزه پیشتاز است.

پروفسور دکتر پاول کروپا از موسسه هلمهولتز برای تشعشعات و فیزیک هسته ای در دانشگاه بن.

دکتر Jan Pflamm-Altenburg از موسسه هلمهولتز برای تشعشعات و فیزیک هسته‌ای توضیح می‌دهد: طبق قوانین گرانش نیوتن، ستاره گمشده در کدام یک از دنباله‌ها سقوط می‌کند. بنابراین هر دو دم باید تقریباً یکسان ستاره داشته باشند. با این حال، در کارمان توانستیم برای اولین بار ثابت کنیم که این درست نیست: در خوشه هایی که مطالعه کردیم، دم جلویی همیشه ستاره های بیشتری نزدیک به خوشه نسبت به دم عقب دارد.

روش جدیدی برای شمارش ستاره ها ایجاد شده است

در میان میلیون‌ها ستاره نزدیک یک خوشه، – تا به حال – تقریباً غیرممکن بوده است که مشخص شود کدام ستاره‌ها متعلق به دم آن هستند. برای انجام این کار، باید به سرعت، جهت و سن هر یک از این اجسام نگاه کنید. ترزا جرابکووا. یکی از نویسندگان مقاله، که دکترای خود را در گروه کروپا گذرانده بود، اخیراً از آژانس فضایی اروپا (ESA) به رصدخانه جنوبی اروپا در گارچینگ نقل مکان کرد.

او روشی ابداع کرد که به او امکان داد تا برای اولین بار دنباله دارها را به دقت بشمارد. او می‌گوید: «تاکنون پنج گروه باز در نزدیکی ما مورد بررسی قرار گرفته‌اند، از جمله چهار گروه توسط ما». وقتی همه داده ها را تجزیه و تحلیل کردیم، با تئوری فعلی در تضاد مواجه شدیم. داده های بررسی دقیق از ماموریت فضایی گایا ESA برای این امر ضروری بود.

در خوشه هیادس (بالا)، ستارگان (سیاه) به طور قابل توجهی در دم جزر و مدی جلو نسبت به پشت وجود دارد. در یک شبیه سازی کامپیوتری با MOND (در زیر)، تصویر مشابهی ظاهر می شود.

در مقابل، داده‌های رصدی با نظریه‌ای که کارشناسان به نام اختصاری MOND (“دینامیک نیوتنی اصلاح‌شده”) می‌شناسند، بسیار تطابق دارد. کروپا توضیح می دهد: «به بیان ساده، طبق گفته MOND، ستارگان می توانند از دو در متفاوت در یک گروه عبور کنند. «یکی به دم جزر و مد به عقب منتهی می شود، دیگری به جلو. با این حال، اولی بسیار باریکتر از دومی است – بنابراین احتمال کمتری وجود دارد که یک ستاره از طریق آن خوشه را ترک کند. از سوی دیگر، نظریه گرانش نیوتن پیش بینی می کند که هر دو در باید یک عرض داشته باشند.

خوشه های ستارگان طول عمر کمتری نسبت به پیش بینی قوانین نیوتن دارند

گروهی از اخترفیزیکدانان توزیع ستاره ای مورد انتظار را بر اساس MOND محاسبه کردند. دکتر. اینگو تیس، که نقش کلیدی در شبیه سازی های مربوطه داشت، تاکید می کند: نتایج به طور شگفت انگیزی با مشاهدات سازگار است. اما برای انجام این کار، مجبور شدیم به روش‌های محاسباتی نسبتاً ساده متوسل شویم. ما در حال حاضر فاقد ابزارهای ریاضی برای تجزیه و تحلیل دقیق تر دینامیک نیوتنی اصلاح شده هستیم.

با این حال، شبیه‌سازی‌ها به روش دیگری با مشاهدات مطابقت داشتند: آنها پیش‌بینی کردند که خوشه‌های ستاره‌ای باز معمولاً چه مدت باید زنده بمانند. و این بازه زمانی به طور قابل توجهی کوتاهتر از آنچه طبق قوانین نیوتن انتظار می رود است. کروپا اشاره می کند که این یک راز شناخته شده را توضیح می دهد. یعنی به نظر می رسد که خوشه های ستارگان در کهکشان های نزدیک سریعتر از آنچه باید ناپدید می شوند.

با این حال، نظریه MOND بدون بحث در میان کارشناسان نیست. از آنجایی که قوانین گرانش نیوتن در شرایط خاصی معتبر نیستند، اما باید با آن سازگار شوند، این امر پیامدهای گسترده ای برای سایر حوزه های فیزیک خواهد داشت.

کروپا، که همچنین یکی از اعضای حوزه‌های تحقیقاتی بین‌رشته‌ای مدل‌سازی و ماده در دانشگاه بن است، توضیح می‌دهد که بسیاری از مشکلاتی را که امروزه کیهان‌شناسی با آن مواجه است، حل می‌کند. اخترفیزیکدانان اکنون در حال بررسی روش های ریاضی جدید برای شبیه سازی دقیق تر هستند. سپس می توان از آنها برای یافتن شواهد بیشتری در مورد درستی یا نبودن نظریه MOND استفاده کرد.

انتهای پیام/