Newton tévedett?

Ahogy a modern kozmológia egyre inkább a sötét anyag felé fordul, hogy magyarázatot találjon az amúgy megmagyarázhatatlan észlelésekre, továbbra sincs közvetlen bizonyíték a létezésére. És ha még létezik is, a fizikusok kétségesnek tartják, vajon képes lenne-e a rejtélyes anyag összeegyeztetni az összes ellentmondást a valós mérések és az elméleti kozmológiai modellek előrejelzései között.

Ennek következtében egyre több fizikus kérdőjelezi meg a sötét anyag létezését, és bár több gravitációs elmélet is kifejlődött, ezek rendszerint ellentmondanak Newton gravitációs elméletének, melynek ugyancsak következménye, hogy egyes fizikusok kezdik megkérdőjelezni Newton elméletének helytállóságát.

"Talán Newton valóban tévedett" - jelentette ki Pavel Kroupa, a Bonni Egyetem Argelander Csillagászati Intézetének (AIfA) professzora. "Bár elmélete valóban leírja a Föld gravitációjának mindennapi hatásait, az általunk észlelt és mért dolgok arra utalnak, hogy teljes egészében kudarcot vallottunk a gravitációs erő mögött rejlő valós fizika megértésében"

A Kroupa professzor által felvázolt kétségek - különösen Európában - egyre nagyobb támogatást nyertek az elmúlt években, aminek két új tanulmány további táptalajt adhat. Ezekben a tanulmányokban Kroupa professzor egykori kollégájával, dr. Manuel Metzzel vizsgálta meg az úgynevezett "kísérőgalaxisokat", ezek a Tejutat kísérő törpegalaxisok, melyek mindössze néhány ezer csillagot foglalnak magukba. A legjobb kozmológiai modellek szerint ezek a törpegalaxisok százával léteznek a nagyobb galaxisok körül. Mindeddig azonban csak 30 kísérőt sikerült észlelni a Tejút körül, ami ellentmondás. Ezt általában azzal szokás magyarázni, hogy a kísérőgalaxisok többsége által kibocsátott fény túl halvány, hogy a földi műszerek számára láthatóvá váljanak.

Egy részletes tanulmány azonban több érdekes jellemvonást is felfedett ezekről a csillagcsoportokról. "Mindenekelőtt van valami szokatlan az eloszlásukban" - magyarázta Kroupa professzor. "A kísérőknek egyenletesen kellene eloszlaniuk anyagalaxisuk körül, mi azonban nem ezt tapasztaltuk. Pontosabban, az összes klasszikus kísérőgalaxis a Tejút körül - a tizenegy legfényesebb törpegalaxis - többé-kevésbé ugyanazon a síkon helyezkedik el, amivel egyfajta korongot képeznek az égbolton" Ezen túl a kutatócsoportnak, amihez a Bécsi Egyetem munkatársai, Gerhard Hensler professzor és dr. Christian Theis, továbbá dr. Helmut Jerjen, az Osztrák Nemzeti Egyetem kutatója társultak, bebizonyították, hogy a szóban forgó galaxisok többsége egy irányba forog a Tejút körül - hasonlóan a Nap körül keringő bolygókhoz.


Kroupa csapata szerint ez a jelenség csak akkor magyarázható, ha a kísérők hosszú idővel ezelőtt keletkeztek fiatalabb galaxisok ütközéseiből. "Az ilyen eseményekből létrejövő töredékek forgó törpegalaxisokká alakulhatnak" - magyarázta dr. Metz. Van azonban egy érdekes csapda, ami tönkreteszi az elméletet. "Az elméleti számítások azt mutatják, hogy a létrejött kísérők nem tartalmazhatnak sötét anyagot" - tette hozzá. Ezt az elméleti számítást azonban megcáfolja egy másik észlelés. "A kísérőkben található csillagok megfigyeléseink szerint sokkal gyorsabban mozognak, mint ami a gravitáció törvénye alapján lehetséges volna számukra. Amennyiben a klasszikus fizika helytálló, akkor ez csak a sötét anyag jelenlétének tulajdonítható" - mondta Metz.

Kroupa szerint több fizikai alapelvet helytelenül értelmezünk. "Az egyetlen megoldás Newton klasszikus gravitációs elméletének az elvetése lehetne" - mondta. "Talán egy nem-newtoni univerzumban élünk. Ha ez igaz, akkor megfigyeléseink megmagyarázhatók lennének a sötét anyag nélkül"

Nem ez lenne az első eset, hogy Newton elméletén módosítani kellene. Eddig három esetben volt szükség a változtatásra: amikor nagy sebességek, illetve a nagy tömegek közelségei is közrejátszanak, valamint amikor szubatomi méreteken vizsgáljuk a dolgokat. Az első kettőt az általános relativitás, a harmadik változtatást pedig a kvantummechanika szülte.

A kísérőgalaxis adatoknál észlelt eltérések alátámasztják azt az elméletet, mely szerint az űrben, ahol rendkívül gyenge gyorsulások dominálnak, egy "módosított newtoni dinamikát" kell elfogadni, aminek messzemenő konzekvenciái lennének a fundamentális fizikára és a kozmológiai elméletekre.