Astronomische Beobachtung widerspricht gängiger Gravitationstheorie

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Von: Tanjas Banner

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Offene Sternhaufen wie die bekannten Plejaden sind lose Ansammlungen von einigen zehn bis mehreren tausend Sternen, die durch schwache Gravitationskräfte zusammengehalten werden.
Offene Sternhaufen wie die bekannten Plejaden sind lose Ansammlungen von einigen zehn bis mehreren tausend Sternen, die durch schwache Gravitationskräfte zusammengehalten werden. © imago images/Shotshop

Die Beobachtung offener Sternhaufen führt Forscher zu einem Befund, der den Newtonschen Gravitationsgesetzen widerspricht.

Bonn – Ein internationales Forscherteam, dem auch Forscher der Universität Bonn angehören, hat bei der Beobachtung astronomisch offener Sternhaufen eine mysteriöse Entdeckung gemacht. Sie fordern Newtons Gravitationsgesetze heraus, schreiben die Forscher in ihrer Studie, die im Fachblatt veröffentlicht ist Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society ist aufgetaucht.

Offene Sternhaufen, wie die bekannten Hyaden oder Plejaden im Sternbild Stier, entstehen, wenn Tausende von Sternen innerhalb kurzer Zeit in einer riesigen Gaswolke geboren werden. Wenn sie „zünden“, blasen sie die Reste der Gaswolke weg, wodurch sich der Haufen ausdehnt. Es bildet sich ein loses Netzwerk aus einigen Dutzend bis vielen Tausend Sternen, die von schwachen Gravitationskräften zusammengehalten werden. „Die meisten offenen Sternhaufen überleben nur wenige hundert Millionen Jahre, bevor sie sich auflösen“, erklärt Pavel Krupa von der Universität Bonn in einer Stellungnahme. Sternhaufen verlieren regelmäßig Sterne, die sich in zwei sogenannten „Gezeitenarmen“ sammeln. Einer der Arme befindet sich hinter dem Sternhaufen, einer davor.

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Das Verhalten offener Sternhaufen widerspricht Newtons Gravitationsgesetzen

Laut dem Co-Autor der Studie, Jan Pflamm-Altenburg, besagen die Newtonschen Gravitationsgesetze, dass es Zufall ist, auf welchem ​​der beiden Arme ein verlorener Stern landet. Folglich sollten beide Arme ungefähr die gleiche Anzahl von Sternen enthalten. „In unserer Arbeit konnten wir aber erstmals zeigen, dass das nicht stimmt“, erklärt Pflamm-Altenburg und fährt fort: „Bei den von uns untersuchten Sternhaufen enthält der vordere Arm immer deutlich mehr Sterne als der hintere Arm . .”

Das Überraschende: Die Beobachtungsdaten, die die Forscher für ihre Studie gesammelt und ausgewertet haben, stimmen zwar nicht mit den Newtonschen Gravitationsgesetzen überein, aber sie passen zu einer These, die Experten MOND (Modified Newtonian Dynamics) nennen. „Einfach ausgedrückt können Sterne laut MOON einen Haufen durch zwei verschiedene Türen verlassen“, erklärt Krupa. „Der eine führt zur hinteren Flut, der andere nach vorne. Ersteres ist jedoch viel schmaler als letzteres, wodurch es weniger wahrscheinlich ist, dass ein Stern den Haufen durch ihn verlässt. Newtons Gravitationstheorie hingegen sagt voraus, dass beide Türen gleich breit sein sollten.’

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Die alternative Gravitationstheorie löst viele Rätsel

Die erwartete Verteilung der Sterne „stimmt erstaunlich gut mit Beobachtungen überein“, betont Ingo Tisch, der an den entsprechenden Simulationen beteiligt war. Laut einer Mitteilung der Universität Bonn stimmen die Simulationen auch in anderer Hinsicht mit den Beobachtungen überein: Sie sagen voraus, wie lange offene Sternhaufen überleben werden – und zwar viel kürzer, als Newton erwartet hätte. „Das erklärt ein bekanntes Rätsel, nämlich dass Sternhaufen in nahen Galaxien schneller zu verschwinden scheinen, als sie sollten“, erklärt Krupa.

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Die MOND-Theorie ist in der Fachwelt umstritten

Doch die Sache hat einen Haken: Die MOND-Theorie ist in der Fachwelt umstritten. Dabei würden die Newtonschen Gravitationsgesetze unter Umständen nicht gelten, sondern müssten modifiziert werden – was weitreichende Folgen für andere Bereiche der Physik hätte. „Andererseits löst es viele Probleme, mit denen die Kosmologie heute zu kämpfen hat“, bemerkt Krupa.

Etwas anderes ist an der MOON-Theorie anders: Sie enthält keine dunkle Materie – eine Substanz, die in den 1930er Jahren erfunden wurde, um Unterschiede in der beobachteten Bewegung von Sternen und Galaxien zu erklären. Dunkle Materie füllt Löcher mit großen Mengen einer unsichtbaren Masse, nach der Forscher lange gesucht haben. Bisher haben sie nichts gefunden. Ob MOND damit die zutreffendste Theorie ist, ist bislang unklar – die Forscher der aktuellen Studie arbeiten an weiteren Simulationen, die mehr Beweise für oder gegen die MOND-Theorie finden sollen. (Ohr)

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