발견은 고전적인 가정으로 설명할 수 없다 - ScienceDaily

천체 물리학자로 구성된 국제 팀이 특정 성단을 분석하는 동안 수수께끼 같은 발견을 했습니다. 본 대학은 이 연구에서 중요한 역할을 했습니다. 이 발견은 뉴턴의 중력 법칙에 도전한다고 연구원들은 그들의 간행물에 씁니다. 대신, 관측 결과는 대체 중력 이론의 예측과 일치합니다. 그러나 이는 전문가들 사이에서 논란이 되고 있다. 결과는 이제 왕립천문학회 월간 공지.

그들의 작업에서 연구원들은 소위 열린 성단을 조사했습니다. 이들은 거대한 가스 구름에서 수천 개의 별이 짧은 시간 안에 태어날 때 형성됩니다. 그들이 “점화”할 때, 은하계의 새로 온 사람들은 가스 구름의 잔해를 날려 버립니다. 이 과정에서 클러스터가 상당히 확장됩니다. 이것은 수십에서 수천 개의 별의 느슨한 형성을 만듭니다. 그들 사이에 작용하는 약한 중력은 클러스터를 함께 유지합니다.

본 대학의 헬름홀츠 방사선 및 핵 물리학 연구소의 파벨 크루파(Pavel Kroupa) 교수는 “대부분의 경우에 산개성단은 몇 억 년 동안만 살아남아 용해됩니다.”라고 설명합니다. 그 과정에서 그들은 정기적으로 별을 잃어버리고 두 개의 소위 “조석 꼬리”에 축적됩니다. 이 꼬리 중 하나는 우주를 여행할 때 클러스터 뒤로 당겨집니다. 반면에 다른 하나는 선봉장처럼 앞장서고 있습니다.

“뉴턴의 중력 법칙에 따르면, 잃어버린 별의 꼬리 중 어느 쪽이 끝나는지는 우연의 문제입니다.”라고 Helmholtz Institute of Radiation and Nuclear Physics의 Jan Pflamm-Altenburg 박사가 설명합니다. “따라서 양쪽 꼬리에는 거의 같은 수의 별이 있어야 합니다. 그러나 우리의 연구에서 이것이 사실이 아님을 처음으로 증명할 수 있었습니다. 우리가 연구한 성단에서 앞 꼬리에는 항상 별 근처에 훨씬 더 많은 별이 포함되어 있습니다. 뒷 꼬리보다 클러스터.”

별을 세기 위해 개발된 새로운 방법

지금까지 성단에 가까운 수백만 개의 별 중에서 꼬리에 속하는 별을 결정하는 것은 거의 불가능했습니다. “이렇게 하려면 각 물체의 속도, 운동 방향 및 나이를 살펴봐야 합니다.”라고 Dr. Tereza Jerabkova는 설명합니다. Kroupa의 그룹에서 박사 학위를 취득한 이 논문의 공동 저자는 최근 유럽 우주국(ESA)에서 Garching의 유럽 남부 천문대로 옮겼습니다. 그녀는 처음으로 꼬리에 있는 별을 정확하게 셀 수 있는 방법을 개발했습니다. “지금까지 우리가 4개를 포함하여 5개의 열린 클러스터를 우리 근처에서 조사했습니다.”라고 그녀는 말합니다. “모든 데이터를 분석했을 때 현재 이론과 모순되는 부분에 직면했습니다. 이를 위해서는 ESA의 가이아 우주 탐사선에서 수집한 매우 정확한 측량 데이터가 필요했습니다.”

대조적으로, 관측 데이터는 전문가들 사이에서 약어 MOND(“수정된 뉴턴 역학”)로 가는 이론과 훨씬 더 잘 맞습니다. “간단히 말해서 MOND에 따르면 별은 두 개의 다른 문을 통해 성단을 떠날 수 있습니다.”라고 Kroupa는 설명합니다. “하나는 뒤쪽 조석 꼬리로 이어지고 다른 하나는 앞쪽으로 이어집니다. 그러나 첫 번째는 두 번째보다 훨씬 좁습니다. 그래서 별이 그것을 통해 성단을 떠날 가능성이 적습니다. 반면에 뉴턴의 중력 이론은 , 두 문이 같은 너비여야 한다고 예측합니다.”

성단은 뉴턴의 법칙이 예측하는 것보다 수명이 짧습니다.

팀은 MOND에 따라 예상되는 항성 분포를 계산했습니다. 해당 시뮬레이션에서 핵심 역할을 한 Ingo Thies 박사는 “결과는 관찰 결과와 놀라울 정도로 잘 일치합니다.”라고 강조합니다. “그러나 우리는 이것을 하기 위해 비교적 간단한 계산 방법에 의존해야 했습니다. 우리는 현재 수정된 뉴턴 역학의 보다 상세한 분석을 위한 수학적 도구가 부족합니다.” 그럼에도 불구하고 시뮬레이션은 또 다른 측면에서 관찰과 일치했습니다. 그들은 열린 성단이 일반적으로 얼마나 오래 생존해야 하는지를 예측했습니다. 그리고 이 시간 범위는 뉴턴의 법칙에 따라 예상되는 것보다 훨씬 짧습니다. Kroupa는 “이것은 오랫동안 알려진 미스터리를 설명합니다.”라고 지적합니다. “즉, 가까운 은하에 있는 성단이 생각보다 빨리 사라지는 것 같습니다.”

그러나 MOND 이론은 전문가들 사이에서 논란의 여지가 없습니다. 뉴턴의 중력 법칙은 특정 상황에서는 유효하지 않지만 수정되어야 하기 때문에 다른 물리학 분야에도 광범위한 영향을 미칠 것입니다. “다시 말하지만, 그것은 오늘날 우주론이 직면한 많은 문제를 해결합니다.”라고 Bonn 대학의 “모델링” 및 “물질” 초학문 연구 영역의 일원이기도 한 Kroupa가 설명합니다. 팀은 이제 훨씬 더 정확한 시뮬레이션을 위한 새로운 수학적 방법을 모색하고 있습니다. 그런 다음 MOND 이론이 올바른지 아닌지에 대한 추가 증거를 찾는 데 사용할 수 있습니다.

스토리 출처:

재료 에 의해 제공 본 대학교. 참고: 콘텐츠는 스타일과 길이에 따라 편집될 수 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/10/221026114408.htm