"Касини" нанесе смъртоносен удар на MOND, алтернативната теория за гравитацията

Ваня Милева Последна промяна на 13 май 2024 в 00:00 2848 0

Въртенето на галактиките отдавна обърква учените.

Кредит NASA/James Webb Telescope

Въртенето на галактиките отдавна обърква учените.

От наблюденията на Фриц Цвики, Вера Рубин и други през миналия век знаем, че галактиките се въртят по-бързо от предвиденото. За да се обясни това, възникна идеята, че в галактиките има повече материя, отколкото се вижда, и тя е невидима или тъмна материя.

Тази допълнителна материя може да обясни "плоската крива на въртене" на галактиките. Но какво ще стане, ако теорията, на базата на която е направено това предсказание, е неправилна, ако теорията на Нютон за гравитацията греши?

Израелският физик Мордехай Милгром пръв изказва тази хипотеза през 1982 г. Той излезе с теорията на модифицираната нютонова динамика или MOND. Според Милгром гравитацията ще се държи по същия начин, както казват законите на Нютон в силни гравитационни полета, но в области със слаба гравитация ще има разлика.


MOND може да се използва за описание на гравитацията в галактиките много добре: плоските криви на въртене също могат да бъдат описани добре без тъмна материя, с помощта на MOND.

Но как може да се разбере дали това, което казват уравненията на MOND, е правилно? За да разберат, Хари Дезмънд (Harry Desmond) и колегите му анализират данни, събрани от "Касини", космическата сонда на НАСА, който наблюдава Сатурн отблизо в продължение на години (и в крайна сметка се гмурна в него).

Както споменахме, MOND се прилага главно в области със слаба гравитация, далеч от големи маси. Но това, което има значение, не е толкова гравитацията, а по-скоро ниското ускорение на телата там.

Далеч от големи маси като Слънцето телата трябва да имат ниско ускорение. В галактиките ефектите на MOND по отношение на ниското ускорение стават видими на хиляди светлинни години от центъра.

За Слънцето това вече е измеримо на приблизително една десета от светлинна година, което е няколко хиляди пъти разстоянието между Земята и Слънцето (AU).

Сатурн е на 10 AU от Слънцето, така че е твърде близо за тези ефекти. Но едно от предположенията на MOND е, че има значение масата на по-отдалечените обекти, като галактиката Млечен път и дори други галактики във Вселената (това е така нареченият ефект на външното галактическо поле, external field effect - EFE).

Ако включи и тази маса, ефектите на MOND вече трябва да са измерими на Сатурн, като малки отклонения в разстоянието до Слънцето в сравнение с Нютоновите прогнози.

Сондата Касини-Хюйгенс на Сатурн. Кредит: Wikimedia Commons

Между 2004 и 2017 г. "Касини" обикаля около Сатурн и бе възможно да се изчисли много точно колко далеч е Сатурн от нас спрямо времето, необходимо на радиосигнала да достигне Земята.

Какво излиза от анализа на Дезмънд и неговия екип: аномалията MOND не е измерима, и приносът на Сатурн по отношение на разстоянието е точно в съответствие с Нютоновите закони.

Колега на Дезмънд, Индранил Баник, наскоро провери теорията на MOND по друг начин, като разгледа ниските ускорения в двоичните системи, което може да се прочете в "Ново откритие показва алтернативна теория за гравитацията".

Справка:  Harry Desmond et al, On the tension between the radial acceleration relation and Solar system quadrupole in modified gravity MOND, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stae955

ИзточникIs dark matter's main rival theory dead? The Cassini spacecraft and other recent tests may invalidate MOND, Indranil Banik and Harry Desmond, phys.org

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !