По мере того, как студенты переходят на все более и более высокие курсы физики, они в конечном итоге понимают, что простая ньютоновская динамика, о которой они узнали на первых занятиях, не является полностью точной моделью для понимания Вселенной. Если вещи становятся слишком большими или быстрыми, они попадают в область теории относительности, а если они становятся слишком маленькими, они попадают в область квантовой механики. Однако простая ньютоновская динамика помогает решить самые разные вещи — от того, как летит бейсбольный мяч до того, как планеты вращаются вокруг Солнца.
По крайней мере, пока этого не произойдет. Недавно некоторые астрономы предположили, что им придется изменить хорошо известную им ньютоновскую динамику, чтобы понять более сложные события. Теория модифицированной ньютоновской динамики (или MOND) уже доказала свою точность в таких вопросах, как понимание вращения галактик. А как насчет использования его ближе к дому?
Многие непрофессионалы и даже многие астрономы верят, что существует Планета 9. В качестве доказательства они указывают на орбитальную механику класса объектов пояса Койпера (KBO). Прослеживая эти замороженные астероиды по всей Солнечной системе, кажется, что многие из их движений можно было бы объяснить, если бы существовала гигантская планета, размер которой примерно в пять раз больше Земли и примерно в 500 раз дальше от Солнца.
С точки зрения чистых данных они правы. Однако у этой теории есть одна большая загвоздка — девятую планету никто не нашел. Или, по крайней мере, они еще этого не сделали. И с появлением все более и более мощных телескопов в какой-то момент отсутствие доказательств действительно становится доказательством отсутствия.
Но Кэтрин Браун из Гамильтон-колледжа и ее соавтор Харш Матур из Университета Кейс Вестерн Резерв считают, что у них есть другое правдоподобное объяснение. Они полагают, что MOND может объяснить, почему орбитальные пути этих ОПК кажутся такими странными по сравнению с остальными телами в системе.
MOND особенно хорош в моделировании воздействия ядра нашей галактики на тела Солнечной системы. Что касается планет и астероидов, расположенных ближе к Солнцу, наша звезда имеет гораздо более сильную гравитационную хватку на этих более близких объектах, чем на некоторых более далеких объектах.
Однако по мере удаления объекта от Солнца гравитационные силы галактического ядра начинают брать под контроль его орбитальный путь. Доктора Браун и Матур считают, что существует два проявления этого внесолнечного гравитационного притяжения. Во-первых, главные оси объектов направлены к ядру галактики. Второе проявление заключается в том, что их малые оси выровнены перпендикулярно одному и тому же галактическому ядру.
Наблюдения за все большим количеством ОПК доказывают, что их орбиты соответствуют этим проявлениям с точностью до «t». Другими словами, орбитальную механику ОПК, которая вызвала столько спекуляций о Планете 9, можно полностью объяснить, изменив расчеты с учетом гравитационного притяжения ядра галактики.
Это может показаться не столь удовлетворительным ответом по сравнению с открытием новой планеты. Тем не менее, это элегантное решение, учитывающее наши лучшие теории работы гравитации во Вселенной. В ближайшем будущем появится множество еще более мощных телескопов, которые помогут определить, что является причиной орбитальной механики этих ОПК. Неважно, будет ли это другая планета или фундаментальное переосмысление того, как мы рассматриваем гравитационную физику, это станет еще одним шагом вперед в понимании человечеством нашей Вселенной.
Узнать больше:
Браун и Матур — Модифицированная ньютоновская динамика как альтернатива гипотезе девятой планеты
UT – Если у Планеты 9 есть спутники, поможет ли это нам их найти?
UT – Астрономы смоделировали, как выглядела бы Вселенная без темной материи
UT – Доказательства модифицированной гравитации, обнаруженные в движении двойных звезд
Ведущее изображение:
Графика, изображающая темную «Планету 9».
Кредит – Викисклад.
