La ley de gravitación universal de Newton es desafiada por un nuevo y controvertido descubrimiento en astrofísica
Un equipo de astrofísicos ha revelado un descubrimiento inusual que, según dicen, parece desafiar nuestra comprensión actual de la gravedad basada en la ley de gravitación universal de Newton, según un artículo publicado recientemente.
La controvertida afirmación, publicada en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society, parece ser consistente con interpretaciones alternativas de una de las interacciones fundamentales más misteriosas de la física.
En su nuevo estudio, un equipo internacional de astrofísicos dice que se encontraron con el descubrimiento mientras investigaban cúmulos estelares abiertos. Estas formaciones se crean cuando emerge una nube de gas después de que miles de estrellas hayan nacido en un período de tiempo relativamente corto, cuyos restos se expulsan cuando estos cúmulos de estrellas se encienden y comienzan a crecer, lo que puede conducir a la formación de estrellas. varias docenas a varios miles de estrellas nuevas.
El papel de la gravedad en este proceso implica cómo las fuerzas gravitatorias débiles sirven esencialmente como el pegamento que mantiene unidos estos cúmulos de estrellas y los mantiene unidos. Capaces de sobrevivir durante cientos de millones de años, estos cúmulos finalmente pierden estrellas con el tiempo, lo que da como resultado la formación de un par de «colas de marea», una de las cuales se dibuja detrás del cúmulo de estrellas abiertas cuando es impulsada hacia el espacio. mientras que el otro sobresale frente a la formación.
Según la ley de gravitación universal de Newton, esperaríamos que el proceso de asignación de las diversas estrellas del cúmulo a una u otra de estas colas de marea fuera completamente aleatorio. Sin embargo, ese no fue el caso según el equipo involucrado en el estudio reciente, quien descubrió que una de las dos colas claramente podía superar a su contraparte que atrapa estrellas.
«En los cúmulos que hemos estudiado, la cola delantera siempre contiene muchas más estrellas cercanas al cúmulo que la cola trasera», según el Dr. Jan Pflamm-Altenburg, del Instituto Helmholtz de Radiación y Física Nuclear. .
«La asimetría entre el número de estrellas en las colas delantera y trasera pone a prueba la teoría gravitacional», escribieron los autores en su artículo.
La Dra. Tereza Jerabkova, una de las coautoras del artículo, dice que el equipo de investigación fue el primero en desarrollar el método utilizado para calcular la cantidad de estrellas que se asignan en el par de colas de marea en los cúmulos estelares.
“Cuando analizamos todos los datos, encontramos [a] contradicción con la teoría actual», dijo Jerabkova en un comunicado, y agregó que el nivel de precisión de los datos disponibles para el equipo en los datos de la encuesta de la misión pionera Gaia de la ESA había sido «indispensable» para hacer sus hallazgos. observaciones.
Si este no es el concepto de gravedad newtoniano tradicionalmente aceptado, ¿qué parecen indicar estos nuevos datos contradictorios acerca de la más débil de las cuatro fuerzas fundamentales?
El equipo de investigación cree que una teoría de la gravedad que involucra lo que se llama acertadamente Dinámica Newtoniana Modificada (MOND) puede ofrecer la respuesta. Los defensores de MOND argumentan que las observaciones de las galaxias y sus propiedades apuntan a la necesidad de modificar la ley de gravitación universal de Newton. Significativamente, tales ideas podrían potencialmente resolver problemas como la cuestión de la materia oscura al ofrecer modelos alternativos para explicar el comportamiento de las galaxias, que en muchos casos no parecen obedecer las leyes de la física tal como las conocemos actualmente.
«En términos simples, según MOND, las estrellas pueden salir de un cúmulo a través de dos puertas diferentes», explica Pavel Kroupa, autor principal del estudio, quien agregó que donde una «puerta» conduce a la cola de marea que mira hacia adelante y la otra a la que está detrás del grupo.
Sin embargo, como señala Kroupa, «el primero es mucho más estrecho que el segundo, por lo que es menos probable que una estrella salga del cúmulo a través de él».
«La teoría de la gravedad de Newton, por otro lado, predice que ambas puertas deberían tener el mismo ancho», explica Kroupa.
Aunque los miembros del equipo expresan que las herramientas actuales disponibles para los físicos que pueden ayudarlos a analizar los cambios potenciales requeridos para la dinámica newtoniana son limitadas, los cálculos basados en simulación parecen ser capaces de predecir con precisión la duración de la vida de los cúmulos estelares abiertos.
Esto, según el equipo de investigación, es mucho más corto de lo que parecen permitir las leyes de Newton, y para Kroupa y su equipo, incluso podría explicar el misterio de por qué se ha observado que los cúmulos de estrellas en las galaxias cercanas a la nuestra desaparecen más rápido que los astrónomos. esperar.
Por supuesto, las teorías que requieren cambios significativos en nuestros modelos existentes de cómo funciona el universo generalmente tardan en ganar el favor de los científicos. Los cambios en la teoría de la gravedad de Newton, si bien son útiles para ayudar a resolver observaciones como las implicadas en el estudio reciente del equipo, también tendrán implicaciones más amplias que podrían extenderse a prácticamente todas las áreas de la física. Pero para Kroupa y su equipo, aceptar e incorporar tales ideas a nuestro conocimiento del universo sería más útil en general que cualquier otra cosa.
«[I]Esto resuelve muchos de los problemas que enfrenta la cosmología hoy en día”, dice Kroupa.
El diario del equipo, «Colas de marea asimétricas de cúmulos estelares abiertos: las estrellas que cruzan el práh de su cúmulo desafían la gravitación newtonianafue publicado en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
Micah Hanks es editora y cofundadora de The Debrief. Sigue su trabajo en micahhanks.com y en Twitter: @MicahHanks.
