قد لا تصف النظريات الحالية كوننا بدقة عالية. حقوق الصورة: متحف بروكسل للفنون الجميلة ، ومعهد تلسكوب الفضاء. اضغط للتكبير
قام عالم فلك صيني من جامعة سانت أندروز بتعديل نظرية آينشتاين الرائدة في الجاذبية ، وخلق نظرية "بسيطة" يمكن أن تحل لغزًا غامضًا حير علماء الفيزياء الفلكية لمدة ثلاثة أرباع القرن.
يهدف قانون جديد للجاذبية ، تم تطويره من قبل الدكتور هونغ شينغ زاو والمتعاون البلجيكي الدكتور بينوا فامي من جامعة بروكسل الحرة (ULB) ، إلى إثبات ما إذا كانت نظرية آينشتاين صحيحة في الواقع وما إذا كان اللغز الفلكي لـ Dark Matter موجودًا بالفعل. نُشر بحثهم في العاشر من فبراير في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية ومقرها الولايات المتحدة. تقترح صيغتهم أن الجاذبية تنخفض بشكل أقل حدة مع المسافة كما هو الحال في أينشتاين ، وتتغير بمهارة من الأنظمة الشمسية إلى المجرات والكون.
تم تطوير نظريات فيزياء الجاذبية لأول مرة بواسطة إسحاق نيوتن في عام 1687 وصقلها نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين في عام 1905 للسماح بالانحناء الضوئي. في حين أنها القوة الأولى المعروفة ، لا تزال الجاذبية غامضة إلى حد كبير مع النظريات التي لا تزال غير مؤكدة بالملاحظات الفلكية في الفضاء.
إن "مشكلة" القوانين الذهبية لنيوتن وآينشتاين في حين أنها تعمل جيدًا على الأرض ، ولا تفسر حركة النجوم في المجرات وانحناء الضوء بدقة. في المجرات ، تدور النجوم بسرعة حول نقطة مركزية ، يتم الاحتفاظ بها في المدار بسبب جاذبية المادة في المجرة. ومع ذلك ، وجد الفلكيون أنهم يتحركون بسرعة كبيرة بحيث لا يمكن احتجازهم بسبب جاذبيتهم المتبادلة - لذلك لا توجد جاذبية كافية لتثبيت المجرات معًا بدلاً من ذلك ، يجب التخلص من النجوم في جميع الاتجاهات!
كان الحل لهذا ، الذي اقترحه فريتز زويكي في عام 1933 ، هو وجود مواد غير مرئية في المجرات ، مما يشكل جاذبية كافية لربط المجرات معًا. بما أن هذه المادة لا ينبعث منها أي علماء فلك ضوئي يطلقون عليها اسم "المادة المظلمة". يعتقد أنه يمثل ما يصل إلى 90 ٪ من المادة في الكون. ومع ذلك ، لا يقبل جميع العلماء نظرية المادة المظلمة. تم اقتراح حل منافس من قبل Moti Milgrom في عام 1983 ودعمه Jacob Bekenstein في عام 2004. وبدلاً من وجود مادة غير مرئية ، اقترح Milgrom أن فهم الفلكيين للجاذبية كان غير صحيح. واقترح أن سبب زيادة خطورة المادة العادية هو سبب هذا التسارع.
وقد تم العمل على نظرية ميلجروم من قبل عدد من علماء الفلك منذ ذلك الحين ، واقترح الدكتور تشاو والدكتور فاماي صياغة جديدة لعمله تتغلب على العديد من المشاكل التي واجهتها الإصدارات السابقة.
لقد ابتكروا صيغة تسمح للجاذبية بالتغير باستمرار عبر مقاييس المسافات المختلفة ، والأهم من ذلك ، تناسب البيانات لرصد المجرات. إن احتواء بيانات المجرة بشكل جيد على قدم المساواة في نموذج Dark Matter المنافس سيكون تحديًا مثل موازنة الكرة على إبرة ، الأمر الذي دفع الفلكيين إلى النظر في فكرة الجاذبية البديلة.
تقول الأسطورة أن نيوتن بدأ يفكر في الجاذبية عندما سقطت تفاحة على رأسه ، ولكن وفقًا للدكتور تشاو ، "ليس من الواضح كيف ستسقط تفاحة في مجرة. ستكون نظرية السيد نيوتن معطلة بهامش كبير - تفاحته ستطير من درب التبانة. أدت الجهود المبذولة لاستعادة التفاح في مدار لطيف حول المجرة على مر السنين إلى مدرستين من الأفكار: المادة المظلمة مقابل الجاذبية غير النيوتونية. تأتي جزيئات المادة المظلمة بشكل طبيعي من الفيزياء ، مع التماثلات الجميلة وتشرح علم الكونيات بشكل جميل ؛ يميلون إلى أن يكونوا في كل مكان. السر الحقيقي هو كيفية إبعادهم عن بعض أركان الكون. كما تأتي المادة المظلمة جنبًا إلى جنب مع الطاقة المظلمة. سيكون أجمل إذا كانت هناك إجابة واحدة بسيطة لكل هذه الألغاز ".
وواصل الدكتور زهاو ، وهو زميل متقدم في PPARC في جامعة سانت أندروز ، كلية الفيزياء وعلم الفلك ، وعضو في تحالف الفيزياء للجامعات الاسكتلندية (SUPA) ، "كانت هناك دائمًا فرصة معقولة أن يتمكن الفلكيون من إعادة كتابة قانون الجاذبية. لقد أنشأنا صيغة جديدة للجاذبية نسميها "الصيغة البسيطة" ، والتي هي في الواقع تحسين لصيغة Milgrom و Bekenstein. إنه متوافق مع بيانات المجرة حتى الآن ، وإذا تم التحقق من تنبؤاته بشكل أكبر بالنسبة للنظام الشمسي وعلم الكونيات ، فيمكنه حل لغز المادة المظلمة. قد نتمكن من الإجابة على أسئلة شائعة مثل ما إذا كانت نظرية أينشتاين عن الجاذبية صحيحة وما إذا كانت المادة المسماة المادة السوداء موجودة بالفعل ".
"إن نظرية الجاذبية غير النيوتونية محددة الآن بالكامل على جميع المقاييس بواسطة وظيفة مستمرة سلسة. إنها جاهزة لتزوير العلماء. لقد حان الوقت للحفاظ على عقل منفتح للحقول الجديدة المتوقعة في صيغتنا بينما نواصل بحثنا عن جسيمات المادة المظلمة ".
سيتم تقديم الصيغة الجديدة إلى ورشة عمل دولية في مرصد أدنبرة الملكي في أبريل ، والتي ستتاح لها الفرصة لاختبار ومناقشة النظرية المعدلة. سيعرض الدكتور Zhao والدكتور Famaey صيغتهما الجديدة لجمهور من خبراء Dark Matter وخبراء الجاذبية من عشر دول مختلفة.
وعلق الدكتور فامي قائلاً: "من الممكن ألا تحل نظرية الجاذبية المعدلة ولا نظرية المادة المظلمة ، بصيغتهما الحالية ، جميع مشاكل ديناميكيات المجرات أو علم الكونيات. يمكن أن تقع الحقيقة من حيث المبدأ ، ولكن من المعقول جدًا أن نفتقد شيئًا أساسيًا حول الجاذبية ، وأن هناك حاجة إلى نهج نظري جديد جذريًا لحل جميع هذه المشاكل. ومع ذلك ، فإن صيغتنا بسيطة للغاية لدرجة أنه من المغري رؤيتها كجزء من نظرية أساسية غير معروفة حتى الآن. يبدو أن جميع بيانات المجرة قد تم شرحها بسهولة.
المصدر الأصلي: بيان صحفي PPARC
