Astronomische Beobachtung widerspricht gängiger Gravitationstheorie

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Von: Tanja Banner

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

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

Bonn – Ein internationales Forscherteam, dem auch Forscher der Universität Bonn angehören, hat bei der astronomischen Beobachtung offener Sternhaufen eine mysteriöse Entdeckung gemacht. Sie fordern Newtons Gravitationsgesetze heraus, schreiben die Forscher in ihrer im Fachblatt veröffentlichten Studie Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society aufgetaucht sind.

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 der Cluster ausdehnt. Es bildet sich ein loses Netzwerk aus einigen Dutzend bis mehreren Tausend Sternen, zusammengehalten von schwachen Gravitationskräften. „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 Haufen verlieren regelmäßig Sterne, die sich in zwei sogenannten „Gezeitenarmen“ sammeln. Einer der Arme befindet sich hinter dem Cluster, einer davor.

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Das Verhalten offener Sternhaufen widerspricht Newtons Gravitationsgesetzen

Laut Studien-Co-Autor 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 nachweisen, dass dem nicht so ist“, erklärt Pflamm-Altenburg und fährt fort: „In 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, passen nicht zu Newtons Gravitationsgesetzen, wohl aber zu einer These, die Experten MOND (Modified Newtonian Dynamics) nennen. „Einfach ausgedrückt können Sterne laut MOON einen Haufen durch zwei verschiedene Türen verlassen“, erklärt Kroupa. „Einer führt zum hinteren Gezeitenpfad, der andere nach vorne. Der erste ist jedoch viel schmaler als der zweite, wodurch es weniger wahrscheinlich ist, dass ein Stern den Haufen durch ihn verlässt.“ Newtons Gravitationstheorie hingegen sagt voraus, dass beide Türen die gleiche Breite haben müssen.”

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Alternative Gravitationstheorie löst mehrere Rätsel

Die zu erwartende Verteilung der Sterne “entspricht erstaunlich gut 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“, stellt Kroupa fest.

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Etwas anderes ist an der MOND-Theorie anders: Sie beinhaltet keine dunkle Materie – eine Substanz, die in den 1930er Jahren erfunden wurde, um Widersprüchlichkeiten in der beobachteten Bewegung von Sternen und Galaxien zu erklären. Dunkle Materie füllt Löcher mit großen Mengen einer unsichtbaren Masse, nach der Wissenschaftler lange gesucht haben. Bisher haben sie nichts gefunden. Ob damit MOND die richtigere Theorie ist, ist bislang 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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