قد يدحض العنقود النجمي غير المتوازن نيوتن وآينشتاين ، وهي ادعاءات دراسة جديدة مثيرة للجدل
وجد علماء الفلك الذين يراقبون عناقيد النجوم في مجرتنا دليلًا يتحدى بشكل مثير للجدل قوانين نيوتن للجاذبية ويمكن أن يقلب فهمنا للكون. قد يدعم هذا الاكتشاف المحير فكرة مثيرة للجدل تتخلص تمامًا من المادة المظلمة.
وجد الباحثون هذا الدليل من خلال مراقبة مجموعات النجوم المفتوحة ، أو مجموعات محدودة الترابط تصل إلى بضع مئات من النجوم الموجودة داخل مجرات أكبر. العناقيد النجمية المفتوحة لها مسارات من النجوم ، تُعرف باسم “ذيول المد والجزر” ، أمامها وخلفها. تشير ملاحظات الباحثين إلى أن مثل هذه العناقيد تحتوي على عدد أكبر من النجوم التي تجلس في الاتجاه العام لسفرها عبر الفضاء أكثر من خلفها. هذا يلقي بظلال من الشك على قانون الجاذبية الكونية لنيوتن ، والذي يقترح أنه يجب أن يكون هناك نفس عدد النجوم في كلا ذيول المد والجزر.
“إنه أمر بالغ الأهمية” ، عالم الفيزياء الفلكية بافل كروبا من جامعة بون لـ Live Science. “هناك تأثير كبير.”
Kroupa هو المؤلف الرئيسي ل دراسة نشرت في 26 أكتوبر في الإشعارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية التي تجادل بأن الملاحظات هي دليل على ديناميكيات نيوتن المعدلة (MOND) – وهي نظرية بديلة للجاذبية لقانون الجاذبية العالمي المقبول على نطاق واسع لنيوتن.
هذا التوزيع غير المتكافئ للنجوم ملحوظ ، لكنه ليس بالقدر الكافي لأي نوع المادة المظلمة – مادة غير مرئية يعتقد أنها تمارس قوة جاذبية قوية على الكون المرئي قضيه – أن تشارك ، قال Kroupa.
وقال “هذا في الأساس يغير قواعد اللعبة”. “هذا يدمر كل العمل المنجز على المجرات وعلم الكونيات [that] يفترض وجود المادة المظلمة والجاذبية النيوتونية “.
المادة المظلمة؟
ينص قانون الجاذبية العالمي لإسحاق نيوتن ، الذي نُشر عام 1687 ، على أن كل جسيم في الكون يجذب بعضها البعض بقوة تتناسب مع كتلتها وتتناسب عكسًا مع مربع المسافة. قام ألبرت أينشتاين لاحقًا بدمج هذا القانون في نظريته العامة النسبية، الذي تم نشره في عام 1915.
لكن Kroupa قال إنه في وقت كل من نيوتن وأينشتاين ، لم يكن علماء الفلك يعرفون أن المجرات موجودة ، لذلك تم تطوير MOND لتحديثه مع الملاحظات.
MOND ، المعروف أيضًا باسم ديناميكيات Milgromian بعد عالم الفيزياء الفلكية مورديهاي ميلجروم الذي طوره في أوائل الثمانينيات ، يجادل بأن ديناميكيات نيوتن العادية لا تنطبق على المقاييس الكبيرة جدًا للمجرات والعناقيد المجرية – على الرغم من أن معظم علماء الفيزياء الفلكية يعتقدون أنها تفعل ذلك.
قال Kroupa إن النتيجة الرئيسية لـ MOND هي عدم وجود المادة المظلمة – وهي فكرة يرفضها معظم علماء الفيزياء الفلكية. وقال “غالبية العلماء يرفضون الموند تمامًا”. “كثير من العلماء الجادين لا يعتقدون أن موند جاد ، ولذا لن يفكروا في النظر إليه.”
العناقيد النجمية
في دراستهم ، أبلغ المؤلفون عن ملاحظات لخمسة من أقرب العناقيد النجمية المفتوحة إلى الأرض ، بما في ذلك Hyades – وهي مجموعة كروية تقريبًا من مئات النجوم التي لا تبعد سوى حوالي 150 سنة ضوئية عن شمسنا.
لاحظ الباحثون أن النجوم قد تراكمت في ذيل المد والجزر الرئيسي في جميع المجموعات الخمس ، في حين لوحظ أكبر تناقض من ديناميكيات نيوتن العادية في مجموعة Hyades ، حيث توجد قياسات أفضل ، كما قال Kroupa.
تعزز التناقضات الملحوظة حالة MOND ، لكنها لا يمكن أن تكون نتيجة للفعل غير المرئي للمادة المظلمة.
وقال إنه في حالة الهايدس ، “يجب أن يكون لدينا كتلة من المادة المظلمة هناك مثل 10 ملايين كتلة شمسية” لشرح النتائج. لكنه ليس فقط في البيانات.
وقال إن الدراسات المستقبلية ستستخدم بيانات أكثر دقة عن مواقع النجوم من التلسكوبات الفضائية الجديدة ، مثل جايا التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية.
ومع ذلك ، نظرًا لأن MOND غير مقبول على نطاق واسع من قبل العديد من العلماء ، فإن نتائج الدراسة الجديدة مثيرة للجدل.
سابين حسينفيلدرقالت عالمة الفيزياء الفلكية في معهد فرانكفورت للدراسات المتقدمة لـ Live Science في رسالة بريد إلكتروني إنها مسرورة برؤية الباحثين يعملون على محاكاة الجاذبية لـ MOND.
لكن “كما يعترفون بالورقة بأنفسهم ، فإنهم يستخدمون حسابًا تقريبيًا يحتاج إلى تأكيد … [and] وقالت: “إنهم لم يحددوا حجم الاختلاف مع البيانات. لذلك أعتقد أنه يبقى أن نرى مدى جودة هذه الحجة في الواقع”.
