نظریه گرانش جدید از مرگ نجات یافت!

بيگ بنگ/ يک گروه بين‌المللي از اخترشناسان، از جمله فيزيک‌دانان دانشگاه سنت اندروز، يک نظريۀ گرانشي که قبلاً کم‌ارزش شده بود را زنده کردند. اين نظريه استدلال مي‌کند که اگر کهکشان‌هاي کوتوله نزديک به کهکشان بزرگي باشند، حرکات در آنها آهسته‌تر خواهد بود. اين تيم تحقيقاتي نظريه‌ ديناميک نيوتني اصلا‌ح‌شده(MOND) را با بررسي حرکات داخلي در کهکشان کوتولۀ NGC1052-DF2، کهکشان کوچکي متشکل از تقريباً ۲۰۰ ميليون ستاره، که بيش از اندازه آهسته است، مورد تحليل و ارزيابي قرار دادند. “ديناميک نيوتني اصلاح شده” جايگزين بحث‌برانگيزي براي نسبيت عام است. نسبيت عام، درک شناختي غالب اينشتين از پديدۀ گرانش است که طبق آن، ماده تاريک بايد وجود داشته باشد، اما هرگز اثبات نشده است. نکتۀ مهم اين است که MOND به ماده تاريک نياز ندارد. مادۀ تاريک، در اخترشناسي و کيهان‌شناسي، ماده‌اي فرضي است که چون از خود نور يا امواج الکترومغناطيسي منتشر يا بازتاب نمي‌کند، نمي‌توان آن را مستقيما” ديد، اما از اثرات گرانشي موجود بر روي اجسام مرئي، مثل ستاره‌ها و کهکشان‌ها، مي‌توان به وجود آن پي برد. چنين نظريه‌هايي براي درک جهان ضروري هستند؛ زيرا طبق فيزيک، کهکشان‌ها آنقدر سريع مي‌چرخند که بايد جداگانه حرکت کنند. براي توضيح آنچه کهکشان‌ها را کنار هم نگه مي‌دارد، نظريه‌هاي مختلفي ارائه شده و براي اينکه اثبات شود کدام نظريه درست است، بحث‌ و جدال‌هايي صورت گرفته است. برخي تحقيقات ادعا مي‌کنند که نظريۀ “ديناميک نيوتني اصلاح شده” مرده است. با اين حال اين مطالعه جديد- که در مجله Nature هم به چاپ رسيده است- نشان مي‌دهد که پژوهش قبلي، يک اثر محيطيِ جزئي را ناديده گرفته بود. تحقيق حاضر استدلال مي‌کند که پژوهش قبلي اين امر را در نظر نگرفته بود که تأثير محيط گرانشي اطراف کوتوله مي‌تواند بر حرکات درون آن تأثير بگذارد. به عبارت ديگر، اگر کهکشان کوتوله به کهکشان بزرگي نزديک باشد- که در اينجا مسئله اين است- آن وقت حرکات درون کهکشان کوتوله کندتر خواهد بود. نويسندۀ ارشد اين مطالعه، پاول کروپا، استاد دانشگاه بون و دانشگاه چارلز در پراگ، گفت: «ادعاهاي شتاب‌آميز بسياري در مورد مرگ نظريه گرانش جديد در مجله‌هاي بسيار تأثيرگذار وجود دارد. تاکنون هيچ يک از اين ادعاها در برابر موشکافي دقيق تاب نياورده‌اند.» طبق فيزيک، کهکشان‌ها آن قدر سريع مي‌چرخند که بايد جداگانه حرکت کنند. دو نظريه کنوني اين امر توضيح مي‌دهند- نظريه اول، هاله‌‌اي از ماده تاريک را در اطراف هر کهکشان قرار مي‌دهد. با اين حال، با وجود چندين دهه جستجوي بسيار حساس و اغلب با استفاده از آشکارگرهاي بزرگ، ذرات ماده تاريک هرگز کشف نشده‌اند. دومين نظريه، نظريۀ MOND است که مجموعه وسيعي از داده‌ها در مورد سرعت‌هاي چرخش کهکشاني را تنها با استفاده از گازها و ستاره‌هاي مرئي آنها توضيح مي‌دهد. “ديناميک نيوتني اصلاح شده” اين کار را با استفاده از نسخه‌اي رياضي که گرانش ماده مرئي را تقويت مي‌کند- اما تنها در جايي که اين گرانش بسيار ضعيف باشد- انجام مي‌دهد. در غير اين صورت، گرانش، مثلا در منظومه شمسي يا نزديک به کهکشاني بزرگ، از قوانين معمولي نيوتن پيروي مي‌کند. دکتر ايندرانيل بانيک از دانشکده فيزيک و نجوم دانشگاه سنت اندروز، که به زودي به دانشگاه بون مي‌پيوندد، گفت: «قابل توجه است که MOND هنوز بر اساس معادلاتي که ۳۵ سال پيش ساخته شده است، چنين پيش‌بيني‌هاي خوبي ارائه مي‌دهد.» دکتر ژائو هونگ شنگ از دانشکده فيزيک و نجوم دانشگاه سنت اندروز، گفت: «مدلسازي ما از تأثير محيطيِ MOND بعداً توسط گروه ديگري تأييد شد.» حسين حقي، استاد فيزيک مؤسسه مطالعات پيشرفته علوم پايه، در ايران، گفت: «مدتي طولاني است که اين تأثير شناخته شده است. در اين مطالعه نشان داده شد که کندي حرکت خوشه‌هاي اين کهکشان کوتوله به‌دليل اثر ميدان خارجي کهکشان ميزبان است.» ما را در کانال «آخرين خبر» دنبال کنيد