Odhalí pátrání po planetě devět nový zákon gravitace?

Vnější oblasti sluneční soustavy by mohly skrývat další planetu nebo důkaz, který mění zákony gravitace.

Dva teoretičtí fyzici uvádějí, že stejná pozorování, která inspirovala hledání deváté planety, mohou být ve sluneční soustavě důkazem modifikovaného gravitačního zákona původně vyvinutého k pochopení rotace galaxií.

Potvrdili to vědci Harsh Mathur, profesor fyziky na Case Western Reserve University, a Catherine Brown, odborná asistentka fyziky na Hamilton College, poté, co studovali účinek… mléčná dráha Galaxie na objektech ve vnější sluneční soustavě –-li Zákony gravitace byly řízeny teorií známou jako Modified Newtonian Dynamics (neboli MOND).

Mather je krutý. Kredit: Case Western Reserve University

MOND naznačuje, že slavný gravitační zákon Isaaca Newtona do určité míry platí. To znamená, že když se gravitační zrychlení předpovězené Newtonovým zákonem dostatečně sníží, MOND umožní, aby převzalo jiné gravitační chování.

Pozorovací úspěch MOND na galaktických měřítcích je důvodem, proč jej někteří vědci považují za alternativu k „temné hmotě“, což je termín, který fyzici používají k popisu předpokládané formy hmoty, která by měla gravitační účinky, ale nevyzařovala žádné světlo.

„MOND je opravdu dobrý ve vysvětlování pozorování v měřítku galaxií, ale nečekal jsem, že bude mít tak znatelné účinky na vnější sluneční soustavu,“ řekl Mathur.

Jejich práce byla nedávno publikována v TAstronomický časopis.

„Úžasné“ sladění.

Mathur a Brown studovali vliv MOND na galaktickou dynamiku již dříve. O místní efekty MOND se ale začali zajímat poté, co astronomové v roce 2016 oznámili, že skupina objektů ve vnější sluneční soustavě vykazuje orbitální anomálie, které lze vysvětlit přítomností deváté planety.

Orbitální vlastnosti vedly k významným objevům: Neptune Subtilní precese Merkuru, detekovaná gravitační silou na oběžné dráze blízkých objektů, poskytla raný důkaz podporující Einsteinovu teorii obecné relativity a astronomové nedávno použili orbitální dynamiku k odvození existence masivního objektu. Černá díra V centru naší galaxie.

Brown si uvědomil, že MONDovy předpovědi mohou být v rozporu s pozorováními, která podnítila hledání deváté planety. „Chtěli jsme zjistit, zda data podporující hypotézu Planet Nine účinně vyloučí existenci MOND,“ řekla.

Kateřina Brownová. Kredit: Hamilton College

Místo toho Mathur a Brown zjistili, že MOND přesně předpovídá hvězdokupy pozorované astronomy. Říká se, že během milionů let budou oběžné dráhy některých objektů ve vnější sluneční soustavě přitaženy do souladu s gravitačním polem galaxie.

Když zakreslili oběžné dráhy objektů z datového souboru planety devět proti gravitačnímu poli galaxie, „zarovnání bylo úžasné,“ řekl Mathur.

Autoři upozorňují, že současný soubor dat je malý a že může být pravdivý libovolný počet dalších možností; Jiní astronomové například tvrdili, že orbitální vlastnosti jsou výsledkem zkreslení pozorování.

„Bez ohledu na výsledek tato práce zdůrazňuje potenciál vnější sluneční soustavy sloužit jako laboratoř pro testování gravitace a studium základních problémů fyziky,“ řekl Brown.

Odkaz: „Upravená newtonovská dynamika jako alternativa k hypotéze planety devět“ od Katherine Brown a Harsh Mathur, 22. září 2023, Astronomický časopis.
doi: 10.3847/1538-3881/acef1e