‍ 🔸دینامیک میلگرامی یا دینامیک نیوتنی اصلاح شده:(1)

(Modified Newtonian Dynamics)


مختصری از کتاب راهیافتی فلسفی به MOND، ارزیابی برنامه تحقیقاتی میلگرامی در کیهان‌شناسی

A Philosophical Approach to MOND - Assessing the Milgromian Research Program in Cosmology

🆔 @Physics3p
کهکشان‌های مارپیچی مانند کهکشان راه شیری از بازوهایی با میلیاردها ستاره تشکیل شده‌اند. در مرکز کهکشان سیاه‌چاله‌ای وجود دارد که نیروی گرانش عظیم آن ستارگان کهکشان را در کنار هم نگه داشته است. اما وقتی از مرکز کهکشانی مانند کهکشان ما با عرض صد هزار سال نوری فاصله می‌گیریم این نیرو ضعیف‌تر می‌شود تا جایی که مثلا در انتهای بازوهای کهکشان تقریبا اثری از نیروی گرانش سیاه‌چاله مرکزی نیست و این ستارگان باید به راحتی از جاذبه کهکشان بگریزند و در فضا رها شوند، اما نمی‌شوند. چه چیز باعث می‌شود که ساختار کهکشانی در سر جای خود باقی بماند؟

طبق گرانش نیوتن، اجرام دورتر باید تحت تاثیر نیروی کمتری باشند و در نتیجه با سرعت کمتری به دور مرکز بچرخند در صورتی که مشاهدات نجومی ما بر خلاف این پیش‌بینی است. در منظومه‌ی شمسی ما کشش گرانشی ناشی از جرم خورشید باعث می‌شود طبق قوانین دینامیک نیوتنی سیاره‌ی عطارد که نزدیک به خورشید یا مرکز جرم منظومه ماست با سرعتی بیش از ۱۶۰ هزار کیلومتر در ساعت در حال چرخش به دور خورشید باشد اما دورترین سیاره، یعنی نپتون، با سرعت ۱۶ هزار کیلومتر در ساعت حرکت کند. تا اینجا مشکلی نیست. حال از منظومه شمسی فراتر برویم و در حد کهکشان این موضوع را بررسی کنیم. منطقا دورترین ستارگان از مرکز کهکشان باید کندترین حرکت به دور مرکز آن را داشته باشند، اما مشاهدات نجومی نشان می‌داد که سرعت چرخش این ستارگان بسیار بیش‌تر از مقداری بود که دینامیک نیوتنی پیش‌بینی می‌کرد. در دهه ۷۰ تلسکوپ‌های رادیویی نشان دادند که سرعت چرخش گازهای سرد حاشیه کهکشان ۵ برابر بیشتر از ستارگان نزدیک است.
🆔 @Physics3p

چه چیزی این اختلاف را توجیه می‌کند؟
پاسخ کلاسیک اخترشناسان این بود. سرعت چرخش با میزان جرم هماهنگ نیست؟ پس باید منبع جرم دیگری باشد که در دید ما نیست. کیهان‌شناسان و اخترشناسان نام این ماده خارج از ابزارهای مشاهده ما را، ماده سیاه Dark Matter گذاشته‌اند. اولین بار فرضیه وجود ماده تاریک برای توضیح اختلاف میان جرم محاسبه شده کهکشان‌ها و جرم کل جهان طرح شد. اخترشناسان معتقدند ماده مرئی تنها ۴/۹ درصد از جرم-انرژی جهان را تشکیل می‌دهد و ۲۶/۸ درصد جهان ماده تاریک است و ۶۸/۳ درصد باقی‌مانده نیز انرژی تاریک یا Dark Energy. پس از مطرح شدن فرض ماده تاریک تلاش‌های بسیاری برای کشف و مشاهده آن صورت گرفت. ماده و بعدتر انرژی تاریک، پیوستگی و اتصال کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی، خم شدن نور کهکشان‌های راه دور و ساختار مهبانگ و چگونگی تشکیل اجرام آسمانی اولیه مانند ستارگان و کهکشان‌ها را توضیح می‌دادند.

اما پس از چهار دهه تحقیق با دقت و حساسیتی روزافزون، تاکنون حتا یک ذره از ماده سیاه در آزمایشگاه پیدا نشده و در کیهان رصد نشده است. در مقابل این فرضیه محبوب و مشهور راهکار دیگری نیز وجود دارد. موند Mond یا MOdified Newtonian Dynamics دینامیک اصلاح شده نیوتنی.

🆔 @Physics3p