La teoría de Mond explica mejor los cúmulos estelares abiertos que la gravitación de Newton

Cuanto más estudiamos las galaxias, más creíble se vuelve una alternativa a la existencia de partículas de materia oscura mientras aún escapan de los detectores cada vez más eficientes de la Tierra para cazarlas. La teoría de Mond, que modifica las leyes de la gravitación, acaba de sumar nuevos puntos con los cúmulos abiertos de estrellas de la Vía Láctea estudiados por la misión Gaia.

El modelo cosmológico estándar con materia oscura y energía oscura cuyo uno de los principales pioneros fue el premio nobel de física James Peebles fue espectacularmente verificada por los análisis de las observaciones de radiación fósil realizadas por el satélite Planck. Hay otras predicciones de este modelo que están bien sustentadas, como diría el filósofo de la ciencia Karl Popper, por otras observaciones. Pero no todo es perfecto, y un pequeño número de anomalías, como el descubrimiento hace unos años de estimaciones divergentes de la constante de Hubble-Lemaître que refleja la expansión acelerada del cosmos observable, sugieren que tal vez esté trabajando una nueva física que explique estas anomalías.🇧🇷

Sin cuestionar la teoría del Big Bang en sus líneas principales, puede ser necesario, por ejemplo, sustituir los efectos de hipotéticas partículas de materia oscura por una modificación de las leyes de la mecánica celeste de Newton y, finalmente, por una modificación de las leyes de la teoría relativista. .de la gravitación propuesta por Einstein hace poco más de un siglo.

De hecho, a principios de la década de 1980, el físico israelí Mordehai Milgrom había propuesto la teoría que fue bautizada con el nombre de Mond, acrónimo de Dinámica newtoniana modificada en inglés, que se puede traducir al francés por la teoría de la dinámica newtoniana modificada.

La teoría ha encontrado un éxito creciente en los últimos años con respecto al mundo de la dinámica estelar en las galaxias y puede estar a punto de ser fuertemente respaldada por las observaciones actuales del telescopio James-Webb en galaxias observadas entre 250 y 500 millones de años sólo después del Big Bang.

En 2016, Stacy McGaugh impartió esta charla sobre los motivos que llevaron a investigadores como él a recurrir a la teoría de Mond propuesta a principios de los años 80 por el físico israelí Mordehai Milgrom. Stacy McGaugh fue una firme defensora de la existencia de partículas de materia oscura al principio de su carrera y, por lo tanto, está al revés, al ver contradicciones entre las predicciones de la teoría de la materia oscura en el mundo de las galaxias y, por el contrario, los éxitos encontrados naturalmente por el marco general. establecido por Milgrom modificando las leyes de la mecánica celeste de Newton, que Stacy McGaugh, como Planck cuando descubrió la mecánica cuántica, se resignó a admitir que era necesario cambiar las leyes fundamentales de la gravitación y no introducir nuevas partículas en la astrofísica. Para una traducción al francés muy precisa, haga clic en el rectángulo blanco en la esquina inferior derecha. Deberían aparecer subtítulos en inglés. Luego haga clic en la tuerca a la derecha del rectángulo, luego en «Subtítulos» y finalmente en «Traducir automáticamente». Elija «Francés». © TEDx

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Grupos de alrededor de 100 a 1,000 estrellas

Incluso hoy, un equipo internacional de astrónomos dirigido en particular por Pavel Kroupa de la Universidad de Bonn en Alemania, teresa jerabkovaahora en el Observatorio Europeo Austral también en Alemania, acaba de publicar un artículo en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society (disponible en acceso gratuito en arXiv) donde los investigadores argumentan que la teoría de Mond describe mejor las observaciones de la misión Gaia de la ESA, en particular con respecto a ciertas propiedades de los cúmulos estelares abiertos en la Vía Láctea.

Recordemos lo que Futura ya había explicado sobre estos clústeres. Son concentraciones de estrellas (de 100 a 1.000), ubicadas en el disco de la Vía Láctea. Conocíamos más de mil de ellos pero aún quedaban muchos otros por descubrir. Uno de los cúmulos abiertos más famosos es el de las Pléyades (M45). A diferencia de los cúmulos globulares como Messier 9, que tienen más de diez mil millones de años, estos cúmulos contienen estrellas jóvenes. Nacieron en gigantescas nubes moleculares ubicadas en el disco de nuestra Galaxia, nubes que colapsaron gravitacionalmente al fragmentarse para dar lugar a estas estrellas.

Nuestro Sol nació en uno de estos cúmulos abiertos. Pero debido a que muchas de ellas están unidas gravitatoriamente débilmente, las estrellas se dispersan rápidamente en la Vía Láctea, por lo que la mitad de los cúmulos tienen menos de 200 millones de años. Algunos tardan más en disiparse y se estima que menos del 1% de ellos sobrevive durante dos mil millones de años.

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Gaia es una misión que realiza mediciones de precisión de las posiciones y velocidades de las estrellas en la Vía Láctea para poder definir y estudiar adecuadamente las estrellas en cúmulos abiertos. Sin embargo, resulta que una teoría de la gravitación hace predicciones sobre la deformación de los cúmulos estelares abiertos bajo el efecto de las fuerzas de marea del disco de la Vía Láctea.

Simulaciones numéricas confirmadas por la misión Gaia

Por lo tanto, la teoría de Newton predice que debe haber algún tipo de colas de marea delante y detrás de un cúmulo abierto, alargadas según la órbita del cúmulo – colas en las que las estrellas del cúmulo se mueven y se acumulan durante su historia antes de su «disolución» final en el Galaxia.

La dinámica newtoniana predice que, en promedio, debería haber tantas estrellas en la cola trasera como en la caja delantera, y que incluso entonces, en promedio, hay un tiempo definido para que un cúmulo se disipe.

Sin embargo, y aquí es donde las cosas se ponen interesantes, Mond predice una asimetría para las poblaciones de estrellas en las colas de las mareas. Esta asimetría se puede evaluar y se encuentra que muchas más estrellas tienden a dejar cúmulos por la cola delantera que por la cola trasera.

Según Kroupa, Jerabkova y sus colegas, estas predicciones se verifican completamente mediante el análisis de los datos recopilados por Gaia, análisis realizados con una nueva técnica matemática para identificar estrellas que pertenecen a cúmulos abiertos específicos, desarrollada inicialmente por Tereza Jerabkova.

Como beneficio adicional, Mond también predice una vida significativamente más corta para los cúmulos abiertos que la teoría de Newton, de acuerdo con las observaciones que continúan desconcertando a los astrónomos.

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Los investigadores siguen siendo cautelosos al señalar ciertas limitaciones de su trabajo y admiten que todavía tenemos que esperar para tener resultados firmemente establecidos. Todavía podemos recordar que ciertos modelos de materia oscura también conducen a predicciones que son las de la teoría de Mond sin cambiar las leyes fundamentales de la gravitación. Estos son los llamados modelos de materia oscura «borrosos», materia oscura difusa o FDM en ingles🇧🇷

Tu sabia ?

Los cúmulos globulares, que no deben confundirse con los cúmulos abiertos, son concentraciones esferoidales muy densas, unos pocos cientos de miles de estrellas en promedio, que se formaron en los primeros mil millones de años del s.historia del universo observable. Uno de los más famosos es el cúmulo de Hércules (M13), por el cual el famoso mensaje derecibo fue enviado en 1974.

En el caso de la Vía Láctea, conocemos más de 150 de ellos, pero probablemente haya entre diez y veinte veces más. Sus tamaños oscilan entre varias decenas y varios cientos de años luz y se ubican en órbitas elípticas alrededor de nuestra Galaxia, distribuidas isotrópicamente alrededor del bulbo central y en el halo.

Es gracias a los cúmulos globulares que el astrónomo Harlow Shapley pudo determinar el tamaño de la Vía Láctea y la posición que ocupa el Sol. Fueron necesarios cuatro años de trabajo a partir de 1914 para alcanzar su objetivo. Sin embargo, la estructura exacta de nuestra Galaxia, que se sabía que era un disco, permaneció indeterminada en ese momento. Afortunadamente, unas décadas más tarde, el descubrimiento del famoso a partir de 21 cm hidrógeno atómico neutral permitió a Oort y sus colegas levantar parcialmente el velo sobre la estructura del Vía Láctea🇧🇷 Parecía tener brazos espirales como ciertas galaxias espirales descubiertas e identificadas como «islas universales» similares a las nuestras desde el trabajo de Hubble.

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