|
|
|
Υπάρχουν δύο τύποι βαρύτητας;Πηγή: NewScientist, Μάιος 2006 |
|
Μια τροποποιημένη θεωρία της βαρύτητας θα μπορούσε να εξηγήσει ένα από τα μεγάλα μυστήρια της αστρονομίας: πώς οι σπειροειδείς γαλαξίες περιστρέφονται χωρίς να διασκορπίζονται. Η αγαπημένη θεωρία είναι ότι η σκοτεινή ύλη στους γαλαξίες παρέχει την απαραίτητη πρόσθετη βαρυτική έλξη. Αλλά ένας Ισραηλίτης, ο φυσικός Mordechai Milgrom είχε μια διαφορετική ιδέα. Αρχές της δεκαετίας του 1980, βρήκε μια θεωρία που την ονόμασε Τροποποιημένη Νευτώνειο Δυναμική ή MOND, στην οποία μια πολύ ισχυρή βαρύτητα παίρνει τη θέση της σκοτεινής ύλης. Όμως το μεγάλο πρόβλημα με την MOND είναι ότι έρχεται σε αντίθεση με τις δοκιμασμένες προβλέψεις της σχετικότητας, και έτσι δεν λειτουργεί σε συστήματα στα οποία τα αντικείμενα κινούνται κοντά στην ταχύτητα του φωτός ή κάτω από μεγάλες επιταχύνσεις. Αυτό σημαίνει ότι δεν θα μπορούσε να κάνει προβλέψεις για πάλσαρς, μαύρες τρύπες και, επιπλέον, πώς δημιουργήθηκε το σύμπαν στη Μεγάλη Έκρηξη. Αλλά τώρα ο Jacob Bekenstein του εβραϊκού πανεπιστημίου στην Ιερουσαλήμ έχει βρει έναν τρόπο να λύσει αυτό το πρόβλημα. Οι υπερασπιστές της θεωρίας της MOND θεωρούν ότι οι δικές τους είναι μια πολύ πιο κομψή εξήγηση από τη θεωρίας της σκοτεινής ύλης. Ενώ η γνωστή, συμβατική δύναμη της βαρύτητας μεταβάλλεται αντιστρόφως ανάλογα προς το τετράγωνο της απόστασης, ο Milgrom πρότεινε ότι υπάρχει επίσης μια άλλη μορφή βαρύτητας η δύναμη της οποίας ελαττώνεται πιο αργά, μειούμενη γραμμικά με την απόσταση. Στην MOND, μια ενιαία παράμετρος εξηγεί την κίνηση των αστεριών σε εκατοντάδες σπειροειδών γαλαξιών. Αυτή η παράμετρος είναι η επιτάχυνση αο, κάτω από την οποία η βαρύτητα μεταπηδά από την κανονική μορφή της στην ισχυρότερη μορφή. Η θεωρία της σκοτεινής ύλης απαιτεί διαφορετικά ποσά της ουσίας με μια διαφορετική κατανομή σε κάθε γαλαξία. Στη θεωρία αυτή ο Milgrom πρότεινε ότι μια ώθηση στη βαρύτητα της συνηθισμένης ύλης είναι η αιτία αυτής της επιτάχυνσης κι όχι η σκοτεινή ύλη. Για να λύσει τη διαφωνία της θεωρίας MOND με τη γενική σχετικότητα, ο Bekenstein έχει εισαγάγει διπλά πεδία. Το ένα προκαλεί τα συμβατικά φαινόμενα της βαρύτητας, ενώ το δεύτερο πεδίο χρησιμεύει ως ο χώρος για τα φαινόμενα που περιλαμβάνουν τις άλλες θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης - την ηλεκτρομαγνητική δύναμη και τις ισχυρές και ασθενείς πυρηνικές δυνάμεις. Ο Bekenstein λέει ότι η θεωρία του είναι σύμφωνη με τη γενικά σχετικότητα, τη βαρύτητα και τη MOND. "Η θεωρία ανάγεται στη θεωρία της βαρύτητας του Einstein σε υψηλές ταχύτητες και σε επιταχύνσεις πολύ πάνω από την τιμή αο, και στη νευτώνεια βαρύτητα στις χαμηλές ταχύτητες και σε επιταχύνσεις πάνω από την αο,, και στην MOND για επιταχύνσεις κάτω από την αο. Η νέα θεωρία επιλύει έτσι διάφορα προβλήματα με την MOND, συμπεριλαμβανομένης και της αποτυχίας της να εξηγήσει το φαινόμενο βαρυτικής εστίασης του φωτός, καθώς αυτό κάμπτεται από τη βαρύτητα των των γαλαξιακών σμηνών. "Το φως είναι πλήρως σχετικιστικό κι αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αποτυγχάνει η MOND να προβλέψει τη συμπεριφορά του", εξηγεί ο Bekenstein. "Με τη νέα σχετικιστική θεωρία, η κάμψη αποδεικνύεται σχεδόν ίδια με αυτήν που παρατηρείται." Ο Bekenstein αναφέρει ότι η θεωρία του είναι σύμφωνη με τις παρατηρήσεις του ηλιακού συστήματος και πέρα ακόμα. Με κάποιους υπολογισμούς, προβλέπει κάποια λεπτά νέα φαινόμενα που μπορεί να τροποποιήσουν τη βαρύτητα στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα. "Είναι πάρα πολύ νωρίς για να πούμε, αλλά αυτό έχει να κάνει με την ανωμαλία που συναντήσαμε στο Pioneer - μια απροσδόκητη επιτάχυνση που βιώνεται από τα σκάφη Pioneer της NASA", συμπληρώνει. |
||
|