Kääbusgalaktika paneb kahtlema füüsikaseadustes

Linnutee ümber tiirlevad kääbusgalaktikad ei allu füüsikaseadustele, mistõttu teadlased on hakanud kahtlema Newtoni gravitatsiooniteooria kehtivuses.

Austraalia rahvusliku ülikooli astrofüüsiku Helmut Jerjeni sõnul käituvad kääbused sedavõrd veidralt, et ainsaks lahenduseks on asuda Newtoni seadusi muutma, kirjutab ajakiri

Tarkade Klubi

..

Linnutee ümber tiirlevate mõne tuhande tähe suuruste kääbusgalaktikate uurimisel leidsid astronoomid esmalt, et need galaktikate keskmest kaugemal asuvad tähed liikusid kiiremini, kui oleks pidanud.

Newtoni gravitatsiooniseaduse kohaselt peaks aga galaktika südamest kaugemal asuvad tähed liikuma aeglasemalt kui need, mis on tuumale lähemal.

Näiteks Päikesesüsteemi viimane planeet Neptuun on ühtlasi ka kõige aeglasem. Päikesele lähim, Merkuur, aga liigub kõige kiiremini.

Kuid kääbusgalaktikate puhul hämmastas astronoome, et kõik tähed liikusid neis ühe ja sama kiirusega, sõltumata sellest, kui kaugel nad asuvad galaktika tuumast.

“Klassikalise Newtoni dünaamika kohaselt liiguvad nad liiga kiiresti,” ütleb Jerjen.

Ajakirja Tarkade Klubi juuninumbris:

• Kes on kõige populaarsemad katseloomad?

• Mida ennustavad unenäod

• Tülid maailma levinuima kirjatüübi ümber

• Kuulus skeptik käis Eestis

• Merebioloogi maailm

• Kas maavärinad annavad tulekust märku?

Tavaliselt on astronoomid sedalaadi anomaaliate seletamiseks appi võtnud mõiste tume aine. Seega peaks kääbusgalaktikates leiduv nähtamatu tume aine seletama asjaolu, miks tähed galaktikas kiiremini liiguvad.

Kuid Jerjeni töörühma vaatlused seavad selle klassikalise Newtoni teooriast lähtuva ja tumedat ainet appi võtva seletuse kahtluse alla.

Nimelt ilmnes, et kääbusgalaktikad liiguvad Linnutee ümber kahemõõtmelist, kettakujulist orbiiti mööda, selle asemel, et orbiidid oleksid juhuslikumad.

Varasemad uuringud on teinud kindlaks, et seda tüüpi kääbusgalaktikate puhul on tegemist jäänustega kahe suurema galaktika omavahelisest kokkupõrkest. Teoreetiliste arvutuste kohaselt ei tohiks neis leiduda tumedat ainet.

“Me olime dilemma ees,” ütleb Jerjen. “Vaatlused näitasid, et tähed liiguvad nendes kääbusgalaktikates liiga kiiresti, ning tavaliselt seletatakse seda tumeda aine abil. Kuid teades, et nendes kääbusgalaktikates ei saa tumedat ainet olla, peab leiduma mingi muu lahendus.”

Jerjeni sõnul näib tema avastus toetavat Iisraeli teadlase Mordehai Milgromi poolt 1980. aastate algul välja pakutud modifitseeritud Newtoni dünaamika teooriat. See pakub välja uue füüsikalise konstandi, mis tuleb mängu suuremõõduliste aeglase kiirendusega objektide vaatlemisel, seega näiteks ka taoliste galaktikate puhul.

“Seda teooriat pole kunagi täpsemalt kontrollitud,” ütleb Jerjen. “Me leidsime vaatlustega empiirilisi tõendeid, et eksisteerib võimalus, et see teooria on seletus sellele, mida me nägime kääbusgalaktikate puhul.”

Igapäevaelus kehtib Newtoni klassikaline füüsika endiselt, kuid erinevate tingimuste puhuks on neisse seadustesse tehtud erinevaid täiustusi. Näiteks on sellisteks eranditeks Einsteini erirelatiivsusteooria ja üldrelatiivsusteooriad.