Astronomische Beobachtung widerspricht gängiger Gravitationstheorie

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

Die Beobachtung offener Sternhaufen führt Wissenschaftler zu einer Beobachtung, die Newtons Gravitationsgesetzen widerspricht.

Bonn – Ein internationales Forscherteam, dem 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 erscheinen wird Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society ist aufgetaucht.

Offene Sternhaufen, wie die bekannten Hyaden oder Plejaden im Sternbild Stier, entstehen, wenn Tausende von Sternen in 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 zehn bis mehreren tausend Sternen, das von schwachen Gravitationskräften zusammengehalten wird. „Die meisten offenen Sternhaufen überleben nur wenige hundert Millionen Jahre, bevor sie sich auflösen“, erklärt Pavel Kroupa von der Universität Bonn in einer Stellungnahme. Sternhaufen verlieren regelmäßig Sterne, die sich in zwei sogenannten „Gezeitenarmen“ ansammeln. Einer der Arme befindet sich hinter der Konstellation, der andere davor.

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Das Verhalten eines offenen Sternhaufens widerspricht Newtons Gravitationsgesetzen

Laut Jan Pflamm-Altenburg, Mitautor der Studie, besagen die Newtonschen Gravitationsgesetze, dass es Zufall ist, auf welchem ​​der beiden Arme der fehlende Stern landet. Dementsprechend sollten beide Arme ungefähr die gleiche Anzahl von Sternen haben. „Allerdings konnten wir in unserer Arbeit erstmals nachweisen, dass dem nicht so ist“, erklärt Pflamm-Altenburg und fährt fort: „In den von uns untersuchten Sternhaufen hat der vordere Arm immer deutlich mehr Sterne als der hintere Arm. .”

Erstaunlich: Die Beobachtungsdaten, die die Forscher für ihre Studie gesammelt und ausgewertet haben, passen nicht zu den Newtonschen Gravitationsgesetzen, wohl aber zur These, die Experten MOND (Modified Newtonian Dynamics) nennen. „Einfach gesagt können Sterne den Haufen je nach Mond durch zwei verschiedene Türen verlassen“, erklärt Kroupa. „Einer führt zum Rückfluss, der andere nach vorne. Der erste ist jedoch viel schmaler als der zweite, wodurch es weniger wahrscheinlich ist, dass ein Stern den Haufen durch ihn verlässt. Newtons Gravitationstheorie sagt das hingegen voraus Beide Türen sollten gleich breit sein.

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Eine alternative Gravitationstheorie löst mehrere Rätsel

Die erwartete Verteilung der Sterne “entspricht erstaunlich gut den Beobachtungen”, betont Ingo Thies, 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 bestehen werden – und zwar viel kürzer, als Newton erwartet. „Das erklärt ein seit langem bekanntes Rätsel, nämlich dass Sternhaufen in nahen Galaxien schneller zu verschwinden scheinen, als sie sollten“, erklärt Kroupa.

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 – mit weitreichenden Folgen für andere Bereiche der Physik. „Andererseits löst es viele Probleme, mit denen die Kosmologie heute zu kämpfen hat“, sagt Kroupa.

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Etwas anderes ist an der KUU-Theorie anders: Sie beinhaltet keine dunkle Materie, eine Substanz, die in den 1930er Jahren erfunden wurde, um die Unterschiede in der beobachteten Bewegung von Sternen und Galaxien zu erklären. Dunkle Materie füllt die Lücken mit großen Mengen unsichtbarer Masse, nach der Wissenschaftler lange gesucht haben. Bisher haben sie nichts gefunden. Ob dies bedeutet, dass MOND die richtigere Theorie ist, ist vorerst unklar – die Forscher der aktuellen Studie arbeiten an zusätzlichen Simulationen, die weitere Beweise finden sollen, die für oder gegen die MOND-Theorie sprechen. (Tab)

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