Astronomische Beobachtung widerspricht gängiger Gravitationstheorie

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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 Wissenschaftler zu einer Schlussfolgerung, die Newtons Gravitationsgesetzen widerspricht.

Bonn – Ein internationales Forscherteam, dem Wissenschaftler der Universität Bonn angehören, hat bei der astronomischen Beobachtung offener Sternhaufen eine mysteriöse Entdeckung gemacht. Sie stellen Newtons Gravitationsgesetze in Frage, schreiben die Forscher in ihrer Studie, die im Fachblatt erscheinen wird Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society ist aufgetaucht.

Offene Sternhaufen, wie die im Sternbild Stier bekannten Hyaden oder Pleia, entstehen, wenn Tausende von Sternen in kurzer Zeit in einer riesigen Gaswolke geboren werden. Wenn sie „zünden“, blasen sie die Reste der Gaswolke weg, wodurch sich der Cluster ausdehnt. Es bildet sich ein loses Netzwerk aus einigen Dutzend bis mehreren Tausend Sternen, das von schwachen Gravitationskräften zusammengehalten wird. „Die meisten offenen Sternhaufen überleben nur wenige hundert Millionen Jahre, bevor sie sich auflösen“, erklärt Pavel Kroupa von der Universität Bonn. Sternhaufen verlieren regelmäßig Sterne, die sich in zwei sogenannten Gezeitenarmen ansammeln. Einer der Arme befindet sich hinter dem Sternhaufen, einer davor.

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Das Verhalten eines offenen Sternhaufens widerspricht Newtons Gravitationsgesetzen

Laut Jan Pflamm-Altenburg, Co-Autor der Studie, besagen Newtons Gravitationsgesetze, dass es Zufall ist, auf welchem ​​der beiden Arme ein fehlender Stern landet. Beide Hände sollten also ungefähr die gleiche Anzahl von Buchstaben enthalten. „Allerdings konnten wir in unserer Arbeit erstmals nachweisen, dass dies nicht stimmt“, erklärt Pflamm-Altenburg und fährt fort: „In den von uns untersuchten Sternhaufen enthält der vordere Arm immer deutlich mehr Sterne als der hintere Arm.“ “

Das Erstaunliche: Die Beobachtungsdaten, die die Forscher für ihre Studie gesammelt und ausgewertet haben, entsprechen nicht den Newtonschen Gravitationsgesetzen, passen aber zu der These, die Experten MOND (Modified Newtonian Dynamics) nennen. „Vereinfacht können Sterne den Haufen je nach MOND durch zwei verschiedene Türen verlassen“, erklärt Kroupa. „Der eine führt nach hinten, der andere nach vorne. Ersteres ist jedoch viel schmaler als letzteres, wodurch es weniger wahrscheinlich ist, dass ein Stern den Haufen durch ihn verlässt. Newtons Gravitationstheorie hingegen sagt voraus, dass beide Türen gleich breit sein sollten.

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Eine alternative Gravitationstheorie löst mehrere Rätsel

Die Verteilung der erwarteten Sterne “passt überraschend gut zu den Beobachtungen”, betont Ingo Thies, der an den entsprechenden Simulationen mitgearbeitet hat. Laut einer Mitteilung der Universität Bonn stimmen die Simulationen auch in anderer Hinsicht mit den Beobachtungen überein: Sie sagen voraus, wie lange offene Sternhaufen bestehen werden – und viel kürzer, als Newton erwartet. „Das erklärt ein altbekanntes 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 – mit weitreichenden Folgen für andere Bereiche der Physik. „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 Diskrepanzen in der beobachteten Bewegung von Sternen und Galaxien zu erklären. Dunkle Materie füllt die Löcher mit einer großen Menge unsichtbarer Masse, nach der Wissenschaftler lange gesucht haben. Bisher haben sie nichts gefunden. Ob dies bedeutet, dass MOND die richtige 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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