Zmodyfikowana dynamika Newtonowska
Z Wikipedii
Zmodyfikowana dynamika Newtonowska (ang. MOdified Newtonian Dynamics, w skrócie MOND) jest teorią fizyczną, w której zasady dynamiki Newtona zmodyfikowane zostały o nieliniową zależność siły od przyspieszenia.
Uwaga: Teoria ta nie mieści się w uznanym powszechnie paradygmacie.
Spis treści |
[edytuj] Tło historyczne
Z obserwacji Układu Słonecznego i trzeciego prawa Keplera wynika, że prędkość obiegu obiektu wokół Słońca maleje wraz ze wzrostem odległości obiektu od tej gwiazdy. W 1978 roku rozpoczęto systematyczne obserwacje prędkości rotacji ramion galaktyk spiralnych. We wczesnych latach 80. obserwacje te jednoznacznie wykazały, że prawo obowiązujące w Układzie Słonecznym nie jest prawdziwe dla prędkości obiegu gwiazd w ramionach galaktyk wokół jądra galaktyki. Obserwacje wykazały, że gwiazdy okrążają jądro z prędkością, która nie zależy od ich odległości od centrum galaktyki.
Krzywa rotacji galaktyki przedstawia zależność pomiędzy prędkością orbitalną gwiazd w galaktyce spiralnej na osi pionowej a ich odległością od centrum galaktyki na osi poziomej. Przerywana krzywa oznaczona jako A, ilustruje przewidywaną prędkość wynikającą z zaobserwowanego rozkładu materii w galaktyce oraz zastosowania praw dynamiki Newtona. Wraz ze wzrostem odległości gwiazdy od jądra galaktyki jej przewidywana prędkość orbitalna maleje. Linia ciągła oznaczona literą B, przedstawia zaobserwowane prędkości orbitalne gwiazd. Zaobserwowana prędkość orbitalna gwiazd nie maleje wraz z odległością, lecz raczej jest niezależna od odległości od centrum galaktyki.
Aby wyjaśnić rozbieżność pomiędzy przewidywanymi i obserwowanymi prędkościami orbitalnymi fizycy zaproponowali istnienie ciemnej materii. Postulat ten wyjaśniał zaobserwowaną rozbieżność poprzez zmianę rozkładu materii w galaktyce.
[edytuj] Teoria zmodyfikowanej dynamiki Newtonowskiej
Inne wyjaśnienie zostało zaproponowane w 1983 roku przez izraelskiego fizyka Mordehai Milgroma, który zamiast modyfikować rozkład materii w galaktyce zaproponował wyjaśnienie rozbieżności poprzez zmodyfikowanie praw dynamiki Newtona. W zaproponowanej dynamice prawo, mówiące że siła jest wprost proporcjonalna do masy i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości ulega modyfikacji, w przypadku, gdy oddziaływanie jest bardzo słabe. Zmodyfikowane równanie Newtona ma postać
gdzie a0 jest stałą o wymiarze przyspieszenia, a0 ~ 10-8 cm/s2. Niektórzy wolą pozostawiać zasadę dynamiki niezmienioną, a modyfikować prawo grawitacji, co z punktu widzenia matematyki jest zupełnie równoważne.
Według tej teorii siła grawitacji na większe odległości byłaby większa niż się obecnie przypuszcza, a to tłumaczyłoby stabilność dysków galaktyk spiralnych. Idea zmodyfikowanej teorii grawitacji dobrze tłumaczy krzywe rotacji galaktyk i nie wymaga potrzeby realnego istnienia ciemnej materii.
Obserwacje sond Voyager 1 i 2 oraz Pioneer 10 wykazały, że ich ruch jest minimalnie wolniejszy od przewidywanego standardową teorią grawitacji Newtona. Wielkość spowolnienia odpowiada wartości wyliczonej z teorii MOND.[potrzebne źródło]
W przeszłości teoria zmodyfikowanej dynamiki Newtonowskiej miała trudność w wyjaśnieniu zaobserwowanego zachowania dwóch zderzających się gromad galaktyk, obok których znaleziono centra grawitacyjne, w których jest zbyt mało gwiazd, aby ich zachowanie mogło być wyjaśnione teorią MOND. Jednak w 2007 roku astronom John Moffat opublikował artykuł prezentujący wersję teorii zmodyfikowanej grawitacji, która wyjaśnia również zaobserwowane zachowanie zderzających się gromad galaktyk[1].
Zmodyfikowana dynamika Newtonowska nie uzyskała powszechnej akceptacji i obecnie większość fizyków preferuje wyjaśnienie krzywej rotacji galaktyk przy pomocy ciemnej materii zamiast modyfikacji praw dynamiki Newtona[1].
[edytuj] Zobacz też
Przypisy
- ↑ 1,0 1,1 Scientists Say Dark Matter Doesn't Exist Space.com (en)
