Astronomische Beobachtung widerspricht gängiger Gravitationstheorie

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Aus: Tanja Banner

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Offene Sternhaufen wie die bekannten Plejaden sind lose Ansammlungen von einigen Dutzend bis mehreren Tausend Sternen, die durch schwache Gravitationskräfte zusammengehalten werden.
Offene Sternhaufen wie die bekannten Plejaden sind lose Ansammlungen von einigen Dutzend bis mehreren Tausend Sternen, die durch schwache Gravitationskräfte zusammengehalten werden. © imago images/Shotshop

Die Beobachtung offener Sternhaufen führt Forscher zu einem Befund, der den Newtonschen Gravitationsgesetzen widerspricht.

Bonn – Ein internationales Forschungsteam, dem auch Forscher der Universität Bonn angehören, hat bei der astronomischen Beobachtung offener Sternenfelder eine mysteriöse Entdeckung gemacht. Sie fordern Newtons Gravitationsgesetze heraus, schreiben die Forscher in ihrer Studie, die im Fachblatt veröffentlicht ist Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society erschien

Offene Sternhaufen, wie die bekannten Hyaden oder Plejaden im Sternbild Stier, entstehen, wenn Tausende von Sternen innerhalb kurzer Zeit in einer riesigen Gaswolke geboren werden. Beim „Zünden“ blasen diese die Reste der Gaswolke weg, wodurch sich die Masse ausdehnt. Es bildet sich ein loses Netzwerk aus einigen Dutzend bis mehreren Tausend Sternen, die durch schwache Gravitationskräfte zusammengehalten werden. „Die meisten offenen Sternhaufen überleben nur wenige hundert Millionen Jahre, bevor sie sich auflösen“, erklärt Pavel Kroupa von der Universität Bonn in einer Stellungnahme. Die Sternhaufen verlieren regelmäßig Sterne, die sich in zwei sogenannten „Gezeitenarmen“ sammeln. Einer der Arme befindet sich hinter dem Sternhaufen, einer davor.

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Das Verhalten offener Sternhaufen widerspricht Newtons Gravitationsgesetzen

Laut Co-Autor der Studie, Jan Pflamm-Altenburg, besagen die Newtonschen Gravitationsgesetze, dass es ein Zufall ist, in welchem ​​der beiden Arme ein verlorener Stern landet. Daher sollten beide Arme ungefähr die gleiche Anzahl von Sternen enthalten. „In unserer Arbeit konnten wir aber erstmals zeigen, dass das nicht stimmt“, erklärt Pflamm-Altenburg und fährt fort: „Bei den von uns untersuchten Haufen enthält der vordere Arm immer deutlich mehr Sterne als der hintere. .”

Das Erstaunliche: Die Beobachtungsdaten, die die Forscher für ihre Studie gesammelt und ausgewertet haben, entsprechen zwar nicht den Newtonschen Gravitationsgesetzen, passen aber zu einer These, die Experten MOND (Modified Newtonian Dynamics) nennen. „Ganz einfach, Sterne können laut MOON einen Haufen durch zwei verschiedene Türen verlassen“, erklärt Kroupa. „Eine führt zur hinteren Flut, die andere zur Vorderseite. Erstere ist jedoch viel schmaler als letztere, wodurch es weniger wahrscheinlich ist, dass ein Stern den Haufen durch sie verlässt.“ Newtons Gravitationstheorie hingegen sagt es voraus dass beide Türen gleich breit sein sollten.”

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Eine alternative Gravitationstheorie löst mehrere Rätsel

Die erwartete Verteilung der Sterne „korrespondiert erstaunlich gut mit den Beobachtungen“, betont Ingo Thies, der an den entsprechenden Simulationen beteiligt war. Nach Aussage der Universität Bonn stimmen die Simulationen auch in anderer Hinsicht mit den Beobachtungen überein: Sie sagen voraus, wie lange offene Sternhaufen überleben werden – und viel kürzer, als nach Newton zu erwarten wäre. „Das erklärt ein seit langem bekanntes Rätsel, nämlich dass Sternhaufen in nahen Galaxien schneller zu verschwinden scheinen, als sie sollten“, erklärt Kroupa.

Die MOND-Theorie ist in der Fachwelt umstritten

Doch die Sache hat einen Haken: Die MOND-Theorie ist in der Fachwelt umstritten. Darin würden die Newtonschen Gravitationsgesetze unter Umständen nicht gelten, sondern müssten modifiziert werden – was weitreichende Folgen für andere Bereiche der Physik hätte. „Andererseits löst es viele Probleme, mit denen die Kosmologie heute zu kämpfen hat“, bemerkt Kroupa.

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Etwas anderes ist an der MOON-Theorie anders: Sie enthält keine dunkle Materie – eine Substanz, die in den 1930er Jahren erfunden wurde, um Unterschiede in der beobachteten Bewegung von Sternen und Galaxien zu erklären. Dunkle Materie füllt Löcher mit großen Mengen unsichtbarer Masse, nach der Forscher lange gesucht haben. Bisher haben sie nichts gefunden. Ob dies bedeutet, dass MOND die richtigere Theorie ist, ist noch unklar – die Forscher der aktuellen Studie arbeiten an weiteren Simulationen, die weitere Beweise finden sollen, die für oder gegen die MOND-Theorie sprechen. (Tab)

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