سیاره نهم منظومه شمسی یا دینامیک نیوتنی اصلاح‌شده؟

ستاره‌شناسان با استفاده از داده‌های مربوط به وجود احتمالی سیاره نهم در منظومه شمسی، به نتایج جدیدی در رابطه با گرانش این منطقه دست یافتند.

به نقل از سایتک دیلی، فیزیکدانان نظری که مشاهداتشان احتمال وجود سیاره نهم در کمربند کویپر منظومه شمسی را نشان می‌داد، به شواهدی از قانون تغییریافته گرانش در این منطقه دست یافته‌اند.

 هارش ماتور، استاد فیزیک در دانشگاه کیس وسترن رزرو، و کاترین براون، دانشیار فیزیک در کالج همیلتون، پس از مطالعه تاثیر کهکشان راه شیری بر اجرام بیرونی منظومه شمسی ادعای جدیدی را مطرح کرده‌اند.

دینامیک نیوتنی اصلاح‌شده یا به اختصار «MOND» می‌گوید که قانون گرانش نیوتنی تا حدی معتبر است؛ یعنی زمانی که شتاب گرانشی که در دینامیک نیوتنی در نظر می‌گیریم به اندازه کافی کوچک شود، طبق دینامیک نیوتنی اصلاح‌شده انتظار رفتار گرانشی متفاوتی داریم.

موفقیت رصدی «MOND» در مقیاس کهکشانی به این دلیل است که برخی از دانشمندان آن را جایگزینی برای «ماده تاریک» می‌دانند، اصطلاحی که فیزیکدانان برای توصیف شکل فرضی ماده استفاده می‌کنند که دارای اثرات گرانشی است اما نوری از خود ساطع نمی‌کند و بنابراین دیده نمی‌شود.

ماتور می‌گوید: «MOND واقعا برای توضیح مشاهدات در مقیاس کهکشانی خوب است، اما من انتظار نداشتم که در ناحیه بیرونی منظومه شمسی نیز تاثیرات قابل توجهی داشته باشد.» نتیجه تحقیقات آن‌ها اخیرا در مجله استرونومیکال (Astronomical) منتشر شده است.

ماتور و براون قبلا تاثیر «MOND» را بر دینامیک کهکشانی مطالعه کرده بودند. اخترشناسان در سال ۲۰۱۶ اعلام کردند تعداد انگشت‌شماری از اجرام در خارج از منظومه شمسی ناهنجاری‌های مداری نشان می‌دهند که می‌تواند علامتی از وجود سیاره نهم باشد. همین باعث شد که ماتور و براون به بررسی اثرات محلی‌تر «MOND» بیشتر علاقمند شوند.

بررسی ویژگی‌های مداری قبلا منجر به اکتشافات تاریخی شده است: نپتون از طریق اثر گرانشی خود بر مدار اجرام مجاور کشف شد، جهش جزئی عطارد، شواهد اولیه‌ای را در حمایت از نظریه نسبیت عام اینشتین ارائه کرد، و ستاره‌شناسان اخیرا از دینامیک مداری برای بررسی احتمال وجود یک سیاهچاله بسیار پرجرم در مرکز کهکشان راه شیری استفاده کرده‌اند.

براون متوجه شد که پیش‌بینی‌های «MOND» ممکن است با مشاهداتی که انگیزه جست‌وجوی سیاره نهم بود، در تضاد باشد. او می‌گوید: «ما می‌خواستیم ببینیم که آیا داده‌هایی که از فرضیه سیاره نهم حمایت می‌کنند، قادرند «MOND» را رد کنند یا خیر.

در عوض، ماتور و براون دریافتند که «MOND» دقیقا خوشه‌بندی‌هایی (سیستم‌هایی که از لحاظ گرانشی پایسته هستند) را که ستاره‌شناسان مشاهده کرده‌اند، پیش‌بینی می‌کند. این دو محقق استدلال می‌کنند که طی میلیون‌ها سال، مدار برخی اجرام در ناحیه بیرونی منظومه شمسی با میدان گرانشی کهکشان راه شیری، در یک راستا کشیده می‌شود.

زمانی که آن‌ها  با استفاده از مجموعه داده‌های سیاره احتمالی نهم، مدار اجرام ناحیه بیرونی را با داده‌های میدان گرانشی کهکشان راه شیری مقایسه کردند، متوجه هم‌ترازی قابل توجهی شدند.

نویسندگان البته اعلام کرده‌اند که مجموعه داده فعلی کوچک است و این نمی‌تواند نتیجه‌ای قطعی باشد. ستاره‌شناسان دیگری هم معتقدند که این نتایج ممکن است به دلیل سوگیری رصدی باشد. 

براون می‌گوید: «صرف نظر از نتیجه، این کار پتانسیل ناحیه بیرونی منظومه شمسی را به عنوان آزمایشگاهی برای بررسی گرانش و مطالعه مسائل اساسی فیزیک برجسته می‌کند.»

منبع: همشهری