Сюжет загострюється в пошуках дев’ятої планети

Двоє фізиків-теоретиків повідомляють, що ті самі спостереження, які надихнули на пошуки дев’ятої планети, натомість можуть бути доказом у Сонячній системі модифікованого закону гравітації, спочатку розробленого для розуміння обертання галактик.

Дослідники Харш Матур, професор фізики в університеті Case Western Reserve, і Кетрін Браун, асистент професора фізики в коледжі Гамільтона, зробили це твердження після вивчення впливу Чумацького Шляху на об’єкти зовнішньої Сонячної системи – якщо закони Це регулюється теорією, відомою як модифікована ньютонівська динаміка (або MOND).

MOND припускає, що знаменитий закон тяжіння Ісаака Ньютона певною мірою справедливий. Тобто, коли гравітаційне прискорення, передбачене законом Ньютона, стає достатньо малим, MOND дозволяє іншій гравітаційній поведінці.

Успіх спостережень MOND у галактичних масштабах є причиною того, чому деякі вчені вважають його альтернативою «темній матерії», терміну, який фізики використовують для опису гіпотетичної форми матерії, яка матиме гравітаційний ефект, але не випромінює світла.

«MOND справді добре пояснює спостереження масштабу галактики, але я не очікував, що це матиме такий помітний вплив на зовнішню частину Сонячної системи», — сказав Матур.

Їхня робота нещодавно була опублікована в Астрономічний журнал.

«Дивовижне» вирівнювання.

Матур і Браун раніше вивчали вплив MOND на галактичну динаміку. Але вони зацікавилися локальними ефектами MOND після того, як у 2016 році астрономи оголосили, що група об’єктів у зовнішній частині Сонячної системи показала орбітальні аномалії, які можна пояснити наявністю дев’ятої планети.

Властивості орбіти призводили до знакових відкриттів раніше: Нептун був відкритий завдяки силі його тяжіння на орбітах сусіднього тіла, точна прецесія Меркурія надала ранні докази на підтримку загальної теорії відносності Ейнштейна, а астрономи нещодавно використали орбітальну динаміку, щоб зробити висновки існування надмасивної чорної діри в центрі нашої галактики.

Браун зрозумів, що прогнози MOND можуть суперечити спостереженням, які спонукали до пошуку дев’ятої планети. «Ми хотіли побачити, чи дані, що підтверджують гіпотезу дев’ятої планети, фактично виключать існування MOND», — сказала вона.

Натомість Матур і Браун виявили, що MOND точно передбачає скупчення, які спостерігають астрономи. Кажуть, що протягом мільйонів років орбіти деяких об’єктів у зовнішній Сонячній системі будуть виведені на лінію з гравітаційним полем галактики.

Коли вони побудували орбіти об’єктів із набору даних Planet Nine проти гравітаційного поля галактики, «вирівнювання було дивовижним», — сказав Матур.

Автори попереджають, що поточний набір даних невеликий і що будь-яка кількість інших можливостей може бути вірною; Наприклад, інші астрономи стверджували, що властивості орбіти є результатом упередженості спостережень.

«Незалежно від результату, ця робота підкреслює потенціал зовнішньої Сонячної системи як лабораторії для тестування гравітації та вивчення фундаментальних проблем фізики», — сказав Браун.