به گزارش همشهری آنلاین و به نقل از اسپیس، شواهدی مبنی بر وجود سیاره نهم کشف‌نشده در منظومه شمسی، نشان می‌دهد که احتمالا تصورات ما از گرانش نادرست است. مطالعه دو دانشمند نشان می‌دهد که اگر گرانش را مطابق دینامیک اصلاح‌شده نیوتنی یا MOND در نظر بگیریم، نمی‌توانیم وضعیت اجرام لبه‌های بیرونی منظومه شمسی را به درستی توضیح دهیم.
دینامیک اصلاح‌شده نیوتنی ممکن است بتواند توضیح دهد که چگونه کهکشان‌ها بدون اینکه از هم بپاشند، می‌توانند با سرعتی که دارند، بچرخند. اکثر دانشمندان بر این باورند که این ساختار مشکوک کهکشانی، وجود ماده تاریک را نشان می‌دهد؛ یک شکل نامرئی از ماده که نور را ساطع یا منعکس نمی‌کند و بنابراین دیده نمی‌شود. ایده این است که هاله‌های عظیم ماده تاریک، کهکشان‌ها را به صورت گرانشی به هم پیوند می‌دهند و از پرت شدن محتویات آن‌ها مانند اسب‌هایی که روی چرخ و فلک بسیار سریع بچرخند، جلوگیری می‌کنند.
اما MOND نیاز به ماده تاریک را از بین می‌برد، در عوض پیشنهاد می‌کند قانون معروف گرانش اسحاق نیوتن صادق است، اما فقط تا جایی. در واقع MOND یا دینامیک اصلاح‌شده نیوتنی پیشنهاد می‌کند که در سرعت‌های چرخشی خیلی زیاد، رفتار گرانشی متفاوتی بر سیستم‌ها حاکم است و این درباره کهکشان‌های در حال چرخش هم صدق می‌کند. در واقع MOND می‌گوید که دلیل از هم نپاشیدن کهکشان‌ها با این سرعت چرخش، نه ماده تاریک، بلکه رفتار گرانشی متفاوت است.
هارش ماتور، دانشمند کیس وسترن ریورس (Case Western Reverse) که این مطالعه جدید را با کاترین براون، استاد فیزیک کالج همیلتون انجام داد، گفت: »MOND واقعا در توضیح مشاهدات در مقیاس کهکشانی خوب است، اما من انتظار نداشتیم که اثرات قابل توجهی بر مطالعه منظومه شمسی بیرونی داشته باشد.»
دینامیک اصلاح‌شده نیوتنی یا سیاره نهم؟
ارتباط بین MOND و سیاره نهم فرضی، ممکن است عجیب به نظر برسد، اما ظاهرا این امر به رفتار عجیب اجرام در ساختاری به نام کمربند کویپر مربوط است. کمربند کویپر دیسکی است در قسمت بیرونی منظومه شمسی که میزبان اجرام یخی مختلفی مانند دنباله‌دارها و سیارک‌ها است (مرز کمربند کویپر حدودا پس از مدار نپتون آغاز می‌شود و محدوده آن فاصله ۳۰ تا ۵۵ واحد نجومی از خورشید است.)
در سال ۲۰۱۶، برخی از این اجرام یخی برخلاف سایر ساکنان کمربند کویپر، دارای ناهنجاری‌های مداری و خوشه‌بندی بودند و کارشناسان معتقد بودند این رفتار عجیب می‌تواند نتیجه وجود یک سیاره کشف‌نشده باشد.
مدارهای عجیبی مانند این‌ها، قبلا حضور سیاراتی را آشکار کرده بودند: نپتون در نتیجه کشش گرانشیش روی سایر اجرام منظومه شمسی کشف ش. ماتور و براون می خواستند بدانند که آیا مدارهای عجیب کمربند کویپر می‌تواند نتیجه وجود چیز دیگری باشد یا خیر. اگر MOND قانون مناسبی برای گرانش باشد، شاید بتوان آن مدارها را توضیح داد.
براون گفت: «ما می‌خواستیم ببینیم که آیا داده‌هایی که از فرضیه سیاره نه حمایت می‌کنند، به طور مؤثری MOND را رد می‌کنند یا خیر.»
در نهایت، آن‌ها دریافتند که این خوشه‌بندی عجیب در کمربند کویپر می‌تواند در واقع به دلیل MOND باشد. ماتور و براون می‌گویند که در طول میلیون‌ها سال، مدار برخی از ساکنان بیرونی منظومه شمسی احتمالا به دلیل تاثیر گرانش کشیده شده و به جای همسو شدن با بقیه منظومه شمسی، آن‌ها با میدان گرانشی کهکشان راه شیری همسو شده‌اند.
بیشتر بخوانید:
ماتور گفت که او و همکارش متوجه شده‌اند که این هم‌ترازی، به میزان قابل توجهی وجود دارد. البته دانشمندان یافته‌های خود را با احتیاط بیان می‌کنند و معتقدند که داده‌های مربوط به این تحقیق کوچک هستند و هر تعداد احتمال دیگری هم می‌تواند صحیح باشد.
براون در پایان گفت: «صرف نظر از نتیجه، این کار پتانسیل منظومه شمسی بیرونی را به عنوان آزمایشگاهی برای بررسی گرانش و مطالعه مسائل اساسی فیزیک برجسته می‌کند.»
نظر شما