這幾天啊,有那麽一組國際天體物理學家的團隊,在琢磨一些星團的時候呢,得出了個讓人直發懵的發現。
研究人員在論文裏寫呢,嘿,這發現可把牛頓重力定律給挑釁了一下,不過跟另一種重力理論的預測倒是挺對得上號的。這些惹出爭議的觀測結果啊,已經登在【皇家天文學會月報】上嘍。
疏散星團這一輩子啊。
研究人員在研究裏調查了那種叫疏散星團的玩意兒。咋就有疏散星團了呢?就是有成千上萬顆恒星,在特別短的時間裏,在一個老大老大的氣體雲裏出生了,這疏散星團就冒出來了。等這些恒星開始「點火」發光了,這星系新加入的這些恒星就把氣體雲剩下的那些東西都給吹跑了。在這當兒,星團就一個勁兒地膨脹,變得老大老大的。這麽一來呢,就形成了一個松松垮垮的結構,這裏頭有幾十顆到幾千顆恒星,是它們之間那點兒微弱的重力把星團給固定住的。
大多數時候啊,疏散星團也就活個幾億年就散夥了。在它這一輩子裏,恒星會按部就班地丟,這些恒星堆起來就成了兩條「潮尾」。有一條尾呢,在星團在太空裏穿行的時候,被拖在後面。嘿,另一條可倒好,像個矛頭似的在前面帶路呢。
按照牛頓那重力定律來說,一顆找不著的恒星最後會跑到哪條尾巴上去,這可就是個碰運氣的事兒嘍。這麽著的話呢,兩條尾巴上恒星的數量啊,應該是差不離兒的。
嘿,可在這項新研究裏呢,團隊頭一回就證出來,壓根不是這麽個事兒。
恒星計算有新招兒啦。
到現在啊,想從挨著一個星團的好幾百萬顆恒星裏挑出哪些是屬於這個星團的尾巴,那可太難了,幾乎就辦不到。要想弄明白這個事兒,就得去研究這些星星裏每一個的速度、往哪動的方向,還有年齡。
研究人員鼓搗出一種法子,頭一回能精確算出尾的恒星了。截至當下,科學家已經對周邊五個疏散星團做了研究。在分析全部數據的時候,他們跟現有的理論較上勁了,有矛盾了。在那些被研究的星團裏,前尾的恒星啊,總是比後尾更靠近星團,而且數量還更多呢。
您瞧畢星團(就上面那圖)啊,前面潮尾裏的恒星數量(那些個黑點代表的),那可比後面的多多了,一眼就能看出來。嘿,在跟MOND有關的電腦模擬裏(就下面那張圖),也出了差不多的情況呢。(圖/AG Kroupa, Uni Bonn)
相較而言,觀測到的數據和一種叫MOND的理論更對得上號,這MOND呢,全名是「修正牛頓動力學」(MOdified Newtonian Dynamics)。
打個比方簡單說說,按照MOND的說法呢,恒星要離開一個星團有兩扇不一樣的「門」可走,一扇朝著後面的潮尾,另一扇朝著前面。嘿,可這第一扇門比第二扇門窄太多了,這麽一來,恒星從這扇門離開星團的機率就小多了。但牛頓的重力理論卻講,這兩扇門的寬窄應該是一模一樣的。
團隊照著MOND把恒星分布的預期值給計算出來了,嘿,沒想到算出來的和觀測結果那叫一個合拍。不過呢,團隊也說了,他們只能用那種相對簡單的計演算法子才能搞定,為啥呢?因為現在啊,對修正牛頓動力學進行更細致分析的數學工具還沒有呢。
話雖這麽說,模擬結果在另一方面和觀測結果也挺對得上號的。他們算出了疏散星團一般能存在多久,這個時長可比照著牛頓定律算出的時間明顯要短呢。這麽一來,一個老早就被大家知道的謎團也就有說法了,啥謎團呢?就是附近星系裏的星團好像消失得比人們以為的要快。
爭議還在那兒呢,沒個完。
可在科學界呢,MOND理論自個兒也還在那兒有爭議呢。
牛頓那萬有重力定律啊,在有些時候就不好使了,得修正才行呢。這一修正啊,對物理學其他地方影響可深遠了。不過MOND呢,好像也把宇宙學現在碰到的不少問題給解決了。
團隊這會兒正在摸索新的數學法子呢,為啥呀?就為了能搞出更準的模擬。弄出這些模擬以後啊,他們就能拿這模擬去找更多的證據,瞅瞅MOND理論到底對不對。
封面圖還有首圖:是NASA、ESA和STScl的。