Para fizyków teoretyków donosi, że te same obserwacje, które zainspirowały poszukiwania dziewiątej planety, mogą zamiast tego stanowić dowód w Układzie Słonecznym na istnienie zmodyfikowanego prawa grawitacji pierwotnie opracowanego w celu zrozumienia rotacji galaktyk.
Badacze Harsh Mathur, profesor fizyki na Case Western Reserve University i Katherine Brown, profesor fizyki w Hamilton College, wysunęli to stwierdzenie po zbadaniu wpływu, jaki galaktyka Drogi Mlecznej będzie miała na obiekty w zewnętrznym Układzie Słonecznym – jeśli prawami grawitacji rządziła teoria znana jako Zmodyfikowana Dynamika Newtona (lub MOND).
MOND proponuje, że słynne prawo grawitacji Izaaka Newtona obowiązuje do pewnego momentu. Oznacza to, że gdy przyspieszenie grawitacyjne przewidywane przez prawo Newtona staje się wystarczająco małe, MOND pozwala na przejęcie innego zachowania grawitacyjnego.
Sukces obserwacyjny MOND w skalach galaktycznych jest powodem, dla którego niektórzy naukowcy uważają go za alternatywę dla „ciemnej materii” – terminu używanego przez fizyków do opisania hipotetycznej formy materii, która wywierałaby wpływ grawitacyjny, ale nie emitowała żadnego światła.
„MOND jest naprawdę dobry w wyjaśnianiu obserwacji w skali galaktycznej” – powiedział Mathur – „ale nie spodziewałem się, że będzie to miało zauważalny wpływ na zewnętrzny Układ Słoneczny”.
Ich prace opublikowano niedawno w The Astronomical Journal.
„Uderzające” zestawienie
Mathur i Brown badali już wcześniej wpływ MOND na dynamikę galaktyczną. Zainteresowali się jednak bardziej lokalnymi efektami MOND po tym, jak astronomowie ogłosili w 2016 roku, że kilka obiektów w zewnętrznym Układzie Słonecznym wykazuje anomalie orbitalne, które można wytłumaczyć dziewiątą planetą.
Osobliwości orbity prowadziły już do historycznych odkryć: Neptun został odkryty w wyniku przyciągania grawitacyjnego orbit pobliskiego obiektu, maleńka precesja Merkurego dostarczyła wczesnych dowodów na poparcie ogólnej teorii względności Einsteina, a astronomowie wykorzystali ostatnio dynamikę orbit do wywnioskowania obecność supermasywnej czarnej dziury w centrum naszej Galaktyki.
Brown zdał sobie sprawę, że przewidywania MOND mogą być sprzeczne z obserwacjami, które motywowały poszukiwania dziewiątej planety. „Chcieliśmy sprawdzić, czy dane potwierdzające hipotezę Planety Dziewiątej skutecznie wykluczą MOND” – powiedziała.
Zamiast tego Mathur i Brown odkryli, że MOND dokładnie przewiduje skupienia obserwowane przez astronomów. Twierdzą, że w ciągu milionów lat orbity niektórych obiektów w zewnętrznym Układzie Słonecznym zostaną wyrównane z polem grawitacyjnym galaktyki.
Kiedy wykreślono orbity obiektów ze zbioru danych Planety Dziewiątej w porównaniu z własnym polem grawitacyjnym galaktyki, „urównanie było uderzające” – powiedział Mathur.
Autorzy ostrzegają, że obecny zbiór danych jest niewielki i że dowolna liczba innych możliwości może okazać się poprawna; inni astronomowie argumentowali, że osobliwości orbit są na przykład wynikiem błędu obserwacyjnego.
„Bez względu na wynik” – powiedział Brown – „ta praca podkreśla potencjał zewnętrznego Układu Słonecznego jako laboratorium do testowania grawitacji i badania podstawowych problemów fizyki”.