یک گروه بین‌المللی از اخترفیزیکدانان در حین تجزیه و تحلیل خوشه‌های ستاره‌ای خاص، به کشف عجیب و غریبی دست یافتند؛ یافته‌هایی که نمی‌توان با گرانش نیتونی توضیح‌شان داد!
پژوهشگران می‌نویسند که این یافته قوانینِ گرانش نیتونی را به چالش می‌کشد. در عوض، مشاهدات با پیش‌بینی‌های نظریه جایگزین گرانشی سازگار است. با این حال، این موضوع در بین کارشناسان بحث برانگیز بوده است. نتایج در حال حاضر در بخش ماهانه انجمن سلطنتی نجوم منتشر شده است.
بیشتر بخوانید: معادله دریک می‌گوید باید تا به کنون حیات فرازمینی با ما تماس می‌گرفت؛ چرا چنین نشد؟
آیا گرانش نیتونی اشتباه است؟
پژوهشگران در این کار، به بررسی آن دست خوشه‌هایی پرداخته‌اند که تشکیل‌شان زمانی بوده است که هزاران هزار ستاره در مدت کوتاهی در یک ابرگازی عظیم متولد شوند.
با این «شعله‌ور شدن»، تازه واردان کهکشانی بقایای ابر گازی را جذب و منفجر می‌کنند، که در این فرآیند، خوشه به طور قابل توجهی گسترش می‌یابد. این پدیده یک شکل گیری مذاب‌گون از چند ده تا چند هزار ستاره است که نیروهای گرانشی ضعیفی دارند امّا، خوشه‌ها را کنار هم نگه می‌دارد.
پروفسور دکتر پاول کروپا از موسسه تابش و فیزیک هسته‌ای هلمهولتز در دانشگاه بن توضیح می‌دهد:
در بیشتر موارد، خوشه‌های ستاره‌ای باز تنها چند صد میلیون سال قبل از هضم شدن‌شان زنده می‌مانند.
در این فرآیند، آنها به طور منظم ستاره‌هایی را از دست می‌دهند، که اصطلاحاً دنباله‌ی «جزر و مد» نامیده می‌شود. یکی از این دنباله‌ها هنگام حرکت در فضا به پشت خوشه کشیده می‌شود. و در مقابل نیز دیگری مانند یک سر نیزه رهبری را به دست می‌گیرد.
دکتر جان فلام-آلتنبورگ Jan Pflamm-Altenburg از موسسه فیزیک هسته‌ای هلمهولتز توضیح می‌دهد: «طبق قوانین گرانش نیوتن، یک ستاره گم‌شده باید در یکی از دنباله‌ها قرار بگیرد. بنابراین هر دو دنباله باید تقریباً دارای تعداد یکسانی از ستاره باشند. با این حال، در این کار توانستیم برای اولین بار ثابت کنیم که این درست نیست؛ در خوشه هایی که مطالعه کردیم، دنباله جلویی خوشه‌های بیشتری نسبت به دنباله عقبی در خود نگاه‌داری کرده است»
روش جدیدی برای شمارش ستارگان
تاکنون، تقریباً غیرممکن بوده است که از میان میلیون‌ها ستاره نزدیک به یک خوشه، ستاره‌هایی که متعلق به دنباله‌یِ آن هستند، تعیین شود. دکتر ترزا جرابکووا توضیح می‌دهد:
برای انجام این کار، باید به سرعت، جهت حرکت و سن هر یک از این اجسام را نگاه کنید.
یکی از نویسندگان مقاله، که دکترای خود را در گروه کروپا گذرانده بود، اخیراً از آژانس فضایی اروپا (ESA) به رصدخانه جنوبی اروپا در گارچینگ نقل مکان کرد. او روشی را ابداع کرد که به او امکان می داد برای اولین بار ستاره‌های موجود در دنباله را به دقت بشمارد. او می‌گوید: «تاکنون پنج خوشه باز در نزدیکی ما بررسی شده است، از جمله چهار خوشه دیگر توسط ما. زمانی که همه داده‌ها را تجزیه و تحلیل کردیم، با تئوری کنونی مغایرت داشت!»
در مقابل، داده‌های رصدی با نظریه‌ای که در میان متخصصان با نام اختصاری MOND «دینامیک نیوتنی اصلاح‌شده» هم‌خوانی دارد، بسیار بهتر است.
کروپا توضیح می‌دهد: «به زبان ساده، طبق گفته MOND، ستارگان می‌توانند یک خوشه را از دو دروازه گوناگون خارج کنند. یکی به دنباله جزر و مدی عقبی منتهی می‌شود، و دیگری نیز به سمت جلو. در عین اینکه، اولی بسیار باریک تر از دومی است – بنابراین احتمال اینکه ستاره‌ای از طریق آن خوشه را ترک کند، کمتر است. هم‌چنین نظریه گرانش نیوتنی از سوی دیگر، پیش بینی می‌کند که هر دو دروازه باید به یک عرض باشند.»
خوشه‌های ستارگان کمتر از آنچه قوانین نیوتن پیش بینی کرده، عمر می‌کنند!
این گروه توزیع ستاره‌ای مورد انتظار را بر اساس MOND محاسبه کردند. دکتر اینگو تی‌اِس Ingo Thies که نقشی حیاتی را در شبیه‌سازی‌های مربوطه ایفا کرده تاکید می‌کند:
«نتایج به طرز شگفت انگیزی با مشاهدات ما سازگاری دارد. با این حال، ما مجبور بودیم برای انجام این کار به روش‌های محاسباتی نسبتاً ساده‌ای متوسل شویم. چرا که در حال حاضر فاقد ابزارهای ریاضی برای تجزیه و تحلیل دقیق‌تر دینامیک نیوتنی اصلاح‌شده هستیم.
بنابراین، شبیه‌سازی‌ها از جنبه دیگری نیز با مشاهدات ما سازگاری یافته‌اند: در همین باره آنها پیش‌بینی کردند که خوشه‌های ستاره‌ای باز معمولاً چه مدت زمانی می‌بایست زنده بمانند. و این بازه زمانی به طور قابل توجهی کوتاهتر از آن چیزی است که طبق قوانین نیوتن انتظار می‌رود. کروپا اشاره می‌کند:
این رازی را توضیح می‌دهد که برای مدت طولانی شناخته شده بود. به‌عنوان نمونه، به نظر می‌رسد که خوشه‌های ستاره‌ای در کهکشان‌های نزدیک سریع‌تر از آنچه که باید ناپدید می‌شوند.
آیندهٔ نظریه گرانش نیتونی و MOND چه خواهد بود؟
با این اوصاف، نظریهٔ MOND در میان کارشناسان بی‌مناقشه نیست. از آنجایی که قوانین گرانش نیوتن در شرایط خاصی معتبر نیستند، اما باید اصلاح شوند، این امر پیامدهای گسترده‌ای برای سایر حوزههای فیزیک نیز در پی خواهد داشت. کروپا، که عضو حوزههای پژوهشی فرارشته‌ای «مدل‌سازی» و «علم مواد» در دانشگاه بن نیز است، توضیح می‌دهد:
«نظریه MOND بسیاری از مشکلاتی را که امروزه کیهان‌شناسی با آنها مواجه است، حل می‌کند».
این گروه اکنون روش‌های ریاضی جدیدی را برای شبیه‌سازی‌های دقیق‌تر بررسی می‌کند. تا پس از این کار بتوانیم از آنها برای یافتن شواهد بیشتر دربارهٔ صحت و سقم نظریه MOND استفاده کنیم.
بیشتر بخوانید:
- ویروسی علیه ویروس‌ها: ویروس پس‌گرد محافظ سلول‌های انسانی!
- کری خوانی هابل برای جیمز وب ؛ تصویر شگفت‌انگیز هابل از خوشه ستاره‌ای ترزان 1
- ستونی از متان به ارتفاع 5 کیلومتر در تهران ؛ ناسا تایید کرد!
دیدگاه شما در باره‌ی گرانش نیتونی و معمای ستاره‌شناسی چیست؟ لطفاً، نظرات و تجربیات خود را در بخش کامنت‌ها با ما در میان بگذارید و اخبار فناوری را با تکراتو دنبال کنید.
منبع: Universite Bonn
