10 април 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Вселена, в която не важат законите на Нютон, е изненадващо близко до реалността

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 10 февруари 2020 в 00:0254511
1,5 милиарда години след началото на моделa. Колкото по-светъл е цветът, толкова по-голяма е плътността на газа. Сините точки обозначават млади звезди. Кредит: AG Kroupa / Uni Bonn

За първи път изследователите симулират образуването на галактики във вселена без тъмна материя. За да повторят този процес на компютъра, те са променили законите на Нютон за гравитацията.

Галактиките, които бяха създадени при компютърните изчисления, са подобни на тези, които всъщност виждаме днес.

Според учените техните предположения биха могли да разрешат много загадки на съвременната космология.

Резултатите са публикувани в Astrophysical Journal.

Понастоящем космолозите приемат, че материята не е разпределена напълно равномерно след Големия взрив. По-плътните места привличат все повече материя от заобикалящата ги среда, поради по-силните си гравитационни сили. В течение на няколко милиарда години тези натрупвания на газ в крайна сметка формират галактиките, които виждаме днес.

Важна съставка на тази теория е така наречената тъмна материя. От една страна се казва, че е отговорна за първоначалното неравномерно разпределение, довело до агломерация на газовите облаци. Тя обяснява и някои озадачаващи наблюдения. Например звездите във въртящите се галактики често се движат толкова бързо, че би трябвало да бъдат изхвърлени. Изглежда, че в галактиките има допълнителен източник на гравитация, който не позволява да стане това - един вид "звездна замазка", която не може да се види с телескопите или т.нар. тъмна материя.

Все още обаче няма пряко доказателство за нейното съществуване.

„Може би самите гравитационни сили просто се държат по различен начин, не както се смяташе досега“, обяснява проф. д-р Павел Крупа (Pavel Kroupa) от Института по радиация и ядрена физика "Хелмхолц" към Университета в Бон и Астрономическия институт на Карловия университет в Прага.

Тази теория носи съкращението MOND (MOdified Newtonian Dynamics) и е открита през 80-те години от израелския физик проф. д-р Мордехай Милгром (Mordehai Milgrom) от Принстънския университет. Според теорията привличането между две маси се подчинява на законите на Нютон само до определен момент, силата му престава да намалява в зависимост от квадрата на разстоянието и се изравнява. При много ниски ускорения, както е във външните краища на галактиките, гравитацията ще бъде по-силна от очакваното. Ето защо галактиките не се разпадат в резултат на скоростта си на въртене.

Резултати, близки до реалността

„В сътрудничество с д-р Беноа Фамей (Benoit Famaey) от Страсбург, ние за първи път направихме компютърна симулация, която да покаже дали ще се образуват галактики във вселена, която действа MOND, и ако да, кои от тях“, разказва докторантът на Крупа Нилс Витенбург (Nils Wittenburg).

За целта той използва компютърна програма за сложни гравитационни изчисления, която е разработена от екипа на Крупа. Защото при MOND привличането на едно тяло зависи не само от неговата собствена маса, но и от това дали други обекти са в близост до него.

Учените използват този софтуер, за да симулират образуването на звезди и галактики, започвайки от газов облак няколкостотин хиляди години след Големия взрив.

„В много аспекти нашите резултати са забележително близки до това, което всъщност наблюдаваме с телескопите“, обяснява Крупа.

Например разпределението и скоростта на звездите в генерираните от компютъра галактики следват същия модел, който може да се види w нощното небе.

"Освен това нашата симулация доведе най-вече до образуването на въртящи се дискови галактики като Млечния път и почти всички други големи галактики, които познаваме", разказва ученият. „Симулациите на тъмна материя, от друга страна, създават предимно галактики без ясно изразени  дискове от материя - несъответствие с наблюденията, което е трудно да се обясни.“

Изчисленията, основаващи се на наличието на тъмна материя, също са много чувствителни към промените в определени параметри, като честотата на свръхновите и тяхното влияние върху разпределението на материята в галактиките. В симулацията на MOND обаче тези фактори почти не играят роля.

И все пак наскоро публикуваните резултати от Бон, Прага и Страсбург не отговарят на реалността във всички точки.

„Нашата симулация е само първа стъпка“, подчертава Крупа.

Например в тази симулация учените въвеждат много прости предположения за първоначалното разпределение на материята и условията в младата Вселена.

"Сега трябва да повторим изчисленията и да включим по-сложни влияещи фактори. Тогава ще видим дали теорията MOND обяснява наистина реалността".

Справка:

Nils Wittenburg, Pavel Kroupa, Benoit Famaey. The formation of exponential disk galaxies in MOND. Astrophysical Journal, 2020 [link]

ИзточникSimulating a universe in which Newton's laws are only partially valid, University of Bonn


vmv
Рейтинг : 1405
10.02 2020 в 09:18 1
+ 2
- 1
Започва да прозира, че ще има два вида гравитация: тази от понятието за "маса" на частици (Нютон-проявления) и такава, от изначална полева структура, в резултат флуктуации и структури на физическия вакуум (тъмна материя и енергия - структура хало за галактики).
Масата на частиците се проявява като коефициент на съпротива за промяна инерцията - гравитоните предизвикват ускоряване за свободно падане, съответно, сила на привличане с ентропиен произход. Но халото, също с подреждане на вакуума (ентропия),създава сила, съизмеримо "слаба" със силата по Нютон, която в празното междугалактическо пространство, създава сила на отблъскване, превишаваща привличането по Нютон - ускорително разбягване на отдалечени галактики.
 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.