Η Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν, που επέκτεινε τον Νόμο της Παγκόσμιας Έλξης του Νεύτωνα, αποτελεί μέχρι σήμερα την καλύτερη προσέγγισή μας για το πώς λειτουργεί το σύμπαν. Ωστόσο, η θεωρία του Αϊνστάιν έχει ορισμένα κενά, όπως ορισμένες «παράξενες» βαρυτικές συμπεριφορές γύρω από αστέρια χαμηλής επιτάχυνσης, γνωστά ως «ευρέως διαχωρισμένοι δυαδικοί αστέρες». Μια μελέτη υποστηρίζει ότι η συμπεριφορά αυτών των αργοκίνητων ουράνιων σωμάτων δεν μπορεί να εξηγηθεί με τη θεωρία Νεύτωνα-Αϊνστάιν, η οποία βασίζεται στη σκοτεινή ύλη, αλλά θα μπορούσε να εξηγηθεί με μια έννοια που είναι γνωστή ως Τροποποιημένη Νευτώνεια Δυναμική (MOND).
Ο περιορισμός στη θεωρία του Αϊνστάιν
Το 1687, ο Άγγλος φυσικός Ισαάκ Νεύτωνας δημοσίευσε τον περίφημο Νόμο της Παγκόσμιας Έλξης. Η ιδέα ότι όλα τα αντικείμενα έλκονται ανάλογα με τη μάζα τους ήταν μια επαναστατική ιδέα που έδωσε τεράστια ώθηση στην κατανόηση των τρόπων λειτουργίας του σύμπαντος. Ωστόσο, το πρωτοποριακό έργο του Νεύτωνα, είχε περιορισμούς – συγκεκριμένα, δεν μπορούσε να εξηγήσει βαρυτικά φαινόμενα όπως οι μαύρες τρύπες και τα βαρυτικά κύματα. Ευτυχώς, στις αρχές του 20ού αιώνα, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, βοήθησε τα πράγματα να βγάλουν περισσότερο νόημα, με τη Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας.
Το διάστημα ωστόσο, είναι αχανές και ακόμη και οι θεωρίες του Αϊνστάιν, είχαν περιορισμούς. Ένας από τους πιο γνωστούς περιορισμούς, είναι το κέντρο μίας μαύρης τρύπας, η λεγόμενη μοναδικότητα, όπου η περίφημη θεωρία του Αϊνστάιν φαίνεται να καταρρέει εντελώς.
Σήμερα, μια μελέτη από επιστήμονες του πανεπιστημίου της Σετζόνγκ, της Νότιας Κορέας, υποστηρίζει πως μπορεί να υπάρχει ένας ακόμη περιορισμός στη σύλληψη της βαρύτητας από τον Νεύτωνα και τον Αϊνστάιν και μπορεί να εντοπιστεί στις τροχιές των ευρέως διαχωρισμένων δυαδικών αστέρων, δηλαδή ζευγών άστρων που απέχουν πολύ μεταξύ τους και ολοκληρώνουν τις τροχιές τους σε πολύ μεγάλες χρονικές κλίμακες.
Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής, δημοσιεύτηκαν τον Αύγουστο, στο Astrophysical Journal. Έχοντας αναλύσει 26.500 δυαδικούς αστέρες μεγάλης απόστασης μέσα σε 650 έτη φωτός που καταγράφηκαν στο διαστημικό παρατηρητήριο Gaia, της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, ένας από τους συγγραφείς, ο Kyu-Hyun Chae, ανακάλυψε κάτι περίεργο – όταν αυτά τα ουράνια αντικείμενα κινούνταν με εξαιρετικά χαμηλές τροχιακές επιταχύνσεις, γύρω στο 0,1 νανόμετρο ανά δευτερόλεπτο στο τετράγωνο, οι παρατηρούμενες επιταχύνσεις ήταν σχεδόν 30 έως 40 τοις εκατό υψηλότερες από ό,τι θα προέβλεπαν τα μοντέλα Νεύτωνα-Αϊνστάιν.
Ωστόσο, εάν αυτές οι επιταχύνσεις ήταν πάνω από 10 νανόμετρα ανά δευτερόλεπτο στο τετράγωνο, ακολουθούσαν τη θεωρία Νεύτωνα-Αϊνστάιν όπως αναμενόταν. Κάτι παράξενο συμβαίνει συγκεκριμένα σε αυτές τις υπερβολικά χαμηλές επιταχύνσεις.
Το μυστήριο της σκοτεινής ύλης
Στο εδραιωμένο μοντέλο της βαρύτητας, αποκτούν ζωτική σημασία οι έννοιες της σκοτεινής ύλης. Καθώς οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν τίποτα συγκεκριμένο για την υποθετική αυτή μορφή ύλης και ενέργειας που, υποτίθεται πως απαρτίζει το μεγαλύτερο ποσοστό του σύμπαντος, είναι πιθανόν, η σκοτεινή ύλη να επηρεάζει αυτή την περίεργη, βαρυτική αλληλεπίδραση.
Ωστόσο, ο Chae υποστηρίζει πως, η Τροποποιημένη Νευτώνεια Δύναμη ( MOND ), που διατυπώθηκε για πρώτη φορά το 1983, από τον Ισραηλινό επιστήμονα Mordehai Milgrom, θα μπορούσε να εξηγήσει (ανάμεσα σε άλλες ανωμαλίες του γαλαξία) αυτές τις αποκλίσεις σε χαμηλές επιταχύνσεις.
Το πιο εντυπωσιακό στοιχείο, είναι πως, μια θεωρία της βαρύτητας επηρεασμένη από τη MOND, που επίσης συνέγραψε ο Milgrom, εξηγεί αυτή την απροσδόκητη ενίσχυση της επιτάχυνσης κατά 1.4 φορές. Η θεωρία αυτή ονομάζεται A Quadratic Lagrangian, ή AQUAL, και ο Chae εξηγεί πως, η εργασία του, «αποτελεί άμεση απόδειξη της κατάρρευσης της τυπικής βαρύτητας σε συνθήκες ασθενούς επιτάχυνσης».
«Αυτή η συστηματική απόκλιση συμφωνεί με τον συντελεστή αύξησης που προβλέπει η θεωρία AQUAL για τις κινηματικές επιταχύνσεις σε κυκλικές τροχιές υπό την επίδραση του εξωτερικού γαλαξιακού πεδίου», αναφέρει ο Chae στην μελέτη του.
Όπως η θεωρία Νεύτωνα–Αϊνστάιν βασίζεται στο πάντα αινιγματικό σωματίδιο που ονομάζεται σκοτεινή ύλη, έτσι και η MOND έχει τους δικούς της περιορισμούς και προκλήσεις. Η μελέτη του Chae φαίνεται να αποτελεί ένα σημαντικό +1 υπέρ της Τροποποιημένης Νευτώνειας Δυναμικής, αλλά η θεωρία παραμένει απλώς θεωρία. Θα χρειαστεί πολύ περισσότερη παρατήρηση, προτού μπορέσει να ανατρέψει την σύγχρονη κατανόηση της βαρύτητας και του σύμπαντος.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου