بیگ بنگ: یک گروه بین‌المللی از اخترشناسان، از جمله فیزیک‌دانان دانشگاه سنت اندروز، یک نظریۀ گرانشی که قبلاً کم‌ارزش شده بود را زنده کردند. این نظریه استدلال می‌کند که اگر کهکشان‌های کوتوله نزدیک به کهکشان بزرگی باشند، حرکات در آنها آهسته‌تر خواهد بود.

به گزارش بیگ بنگ، این تیم تحقیقاتی نظریه‌ دینامیک نیوتنی اصلا‌ح‌شده(MOND) را با بررسی حرکات داخلی در کهکشان کوتولۀ NGC1052-DF2، کهکشان کوچکی متشکل از تقریباً 200 میلیون ستاره، که بیش از اندازه آهسته است، مورد تحلیل و ارزیابی قرار دادند. “دینامیک نیوتنی اصلاح شده” جایگزین بحث‌برانگیزی برای نسبیت عام است. نسبیت عام، درک شناختی غالب اینشتین از پدیدۀ گرانش است که طبق آن، ماده تاریک باید وجود داشته باشد، اما هرگز اثبات نشده است. نکتۀ مهم این است که MOND به ماده تاریک نیاز ندارد.

مادۀ تاریک، در اخترشناسی و کیهان‌شناسی، ماده‌ای فرضی است که چون از خود نور یا امواج الکترومغناطیسی منتشر یا بازتاب نمی‌کند، نمی‌توان آن را مستقیما” دید، اما از اثرات گرانشی موجود بر روی اجسام مرئی، مثل ستاره‌ها و کهکشان‌ها، می‌توان به وجود آن پی برد.

چنین نظریه‌هایی برای درک جهان ضروری هستند؛ زیرا طبق فیزیک، کهکشان‌ها آنقدر سریع می‌چرخند که باید جداگانه حرکت کنند. برای توضیح آنچه کهکشان‌ها را کنار هم نگه می‌دارد، نظریه‌های مختلفی ارائه شده و برای اینکه اثبات شود کدام نظریه درست است، بحث‌ و جدال‌هایی صورت گرفته است. برخی تحقیقات ادعا می‌کنند که نظریۀ “دینامیک نیوتنی اصلاح شده” مرده است. با این حال این مطالعه جدید- که در مجله Nature هم به چاپ رسیده است- نشان می‌دهد که پژوهش قبلی، یک اثر محیطیِ جزئی را نادیده گرفته بود.

تحقیق حاضر استدلال می‌کند که پژوهش قبلی این امر را در نظر نگرفته بود که تأثیر محیط گرانشی اطراف کهکشان کوتوله می‌تواند بر حرکات درون آن تأثیر بگذارد. به عبارت دیگر، اگر کهکشان کوتوله به کهکشان بزرگی نزدیک باشد- که در اینجا مسئله این است- آن وقت حرکات درون کهکشان کوتوله کندتر خواهد بود. نویسندۀ ارشد این مطالعه، پاول کروپا، استاد دانشگاه بون و دانشگاه چارلز در پراگ، گفت: «ادعاهای شتاب‌آمیز بسیاری در مورد مرگ نظریه گرانش جدید در مجله‌های بسیار تأثیرگذار وجود دارد. تاکنون هیچ یک از این ادعاها در برابر موشکافی دقیق تاب نیاورده‌اند.»

طبق فیزیک، کهکشان‌ها آن قدر سریع می‌چرخند که باید جداگانه حرکت کنند. دو نظریه کنونی این امر توضیح می‌دهند- نظریه اول، هاله‌‌ای از ماده تاریک را در اطراف هر کهکشان قرار می‌دهد. با این حال، با وجود چندین دهه جستجوی بسیار حساس و اغلب با استفاده از آشکارگرهای بزرگ، ذرات ماده تاریک هرگز کشف نشده‌اند. دومین نظریه، نظریۀ MOND است که مجموعه وسیعی از داده‌ها در مورد سرعت‌های چرخش کهکشانی را تنها با استفاده از گازها و ستاره‌های مرئی آنها توضیح می‌دهد. “دینامیک نیوتنی اصلاح شده” این کار را با استفاده از نسخه‌ای ریاضی که گرانش مادة مرئی را تقویت می‌کند- اما تنها در جایی که این گرانش بسیار ضعیف باشد- انجام می‌دهد. در غیر این صورت، گرانش، مثلا در منظومه شمسی یا نزدیک به کهکشانی بزرگ، از قوانین معمولی نیوتن پیروی می‌کند.

دکتر ایندرانیل بانیک از دانشکدة فیزیک و نجوم دانشگاه سنت اندروز، که به زودی به دانشگاه بون می‌پیوندد، گفت: «قابل توجه است که MOND هنوز بر اساس معادلاتی که 35 سال پیش ساخته شده است، چنین پیش‌بینی‌های خوبی ارائه می‌دهد.» دکتر ژائو هونگ شنگ از دانشکده فیزیک و نجوم دانشگاه سنت اندروز، گفت: «مدلسازی ما از تأثیر محیطیِ MOND بعداً توسط گروه دیگری تأیید شد.» حسین حقی، استاد فیزیک مؤسسه مطالعات پیشرفته علوم پایه، در ایران، گفت: «مدتی طولانی است که این تأثیر شناخته شده است. در این مطالعه نشان داده شد که کندی حرکت خوشه‌های این کهکشان کوتوله به‌دلیل اثر میدان خارجی کهکشان میزبان است.»

ترجمه: زهرا جهانبانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: phys.org