Вже сорок років минуло з того часу, як ізраїльський астрофізик Мордехай Мілгром презентував нову парадигму - модифіковану ньютонівську динаміку (MOND). Теорія розроблена як альтернатива гіпотезі темної матерії для пояснення великомасштабної структури всесвіту.
Модифікувати ньютонівську гравітацію
Вважається, що справжність будь-якої теорії визначається її універсальністю. Тобто вона має пояснювати всі астрономічні процеси та явища, хоча б на базовому рівні.
Тому науковці завжди прагнули перевірити MOND на менших масштабах. Заодно й вияснити: чи має сенс продовжувати дослідження в цьому напрямку? А якщо MOND не “працює” в кордонах Сонячної системи, де відсутня темна матерія, то який масштаб необхідний для верифікації ньютонівської динаміки?
Сонячна система зручна тим, що ми можемо проводити спостереження з високою точністю, контролюючи всі технологічні обставини та параметри вимірювань. На галактичному рівні ситуація дещо інша: приблизні розрахунки незалежно від запропонованої теоретичної моделі.
Однак модифікації виникають у режимі дуже малих прискорень. Ми просто нічого не виміряємо, якщо “залишимось” в Сонячній системі — занадто мало простору, щоб продемонструвати ефекти, які передбачає теорія модифікованої гравітації.
Тож, науковцям вдалось досягти консенсусу щодо дослідження віддаленої транснептунової області, на відстані декількох тисяч а.о. від Землі, де MOND передбачає порушення ньютонівського опису.
На жаль, наразі не існує астрономічних об'єктів, які можна було б виявити на таких відстанях. Також мало надії на поліпшення якості наступних обстежень. Техніка розвивається не так швидко, як сподіваються теоретики.
Щоправда, MOND можна протестувати за допомогою довгоперіодичних комет та окремих транснептуновихоб'єктів. Але тут виникає проблема інтерпретації даних, про що астрофізики не дуже люблять говорити.
Нове джерело для тестування MOND
Транснептунові об'єкти вважаються планетезималями, які утворилися в масивному диску на околицях Сонячної системи 4,5 млрд років тому. Після радіальної міграції останньої планети більша частина первісного диска була викинута у відкритий космос.
Однак невелика частина речовини поступово перенесласьна стабільні орбіти завдяки комбінованому впливу зовнішніх планет та гравітації зірок, що проходили уздовж Сонячної системи. Згодом виник своєрідний резервуар планетезималів, які ми спостерігаємо.
На скільки ці об'єкти гравітаційно прив'язані до нашої зірки — велике дискусійне питання, але вони перебувають у вільному плаванні, чим і цікаві астрономам.
70 років тому було відомо лише про декілька точних орбіт. Цього виявилось достатньо, щоб голландський астроном Ян Гендрик Оорт сформулював гіпотезу, яка постулює існування великої сферичної оболонки з льодових об'єктів далеко за орбітою Нептуна. Хмара Оорта вважається джерелом комет з довгим періодом обертання.
Але ситуація кардинально змінилася за минулі десятиліття. Сьогодні відомо сотні малих планет з добре визначеними орбітами. Хоча визначити точну географію їх походження ми не можемо.
Оскільки транснептунові об'єкти проводять більшу частину свого життя, блукаючи в слабкому полі на околицях Сонячної системи, вони залишаються обнадійливими кандидатами для пошуку гравітаційних ефектів MOND. Проблема лише в тому, що для точного моделювання динаміки ньютонової динаміки у рамках належно сформульованої симуляції орбітальної еволюції потрібні чималі зусилля. А відповідної методологічної бази (математичного апарату) дотепер не було розроблено.
В принципі, тестування модифікованої гравітації може базуватися на розподілі орбіт ТНО. Не виключено, що деякі планетези, які народилися в транснептуновому диску, могли бути переведені на стабільні орбіти саме тому, що вони не зазнають впливу гравітаційних взаємодій з іншими планетами.
Дійсно, певну кількість об'єктів знайшли на такого роду орбітах, - планетологи вже зарахували їх о “відокремленого диска”. Питання в тому, чи пояснює MOND рух малих планет, а також траєкторії їх міграції.
Іншими словами, чи можна наповнити МОНД емпіричними даними?
Також вас може зацікавити:
Меркурій - це єдина з перших планет, що вижила
Метеорити допомогли описати геологічну історію Землі
Що станеться, якщо Сонце телепортується в центр Чумацького Шляху?
