Lektura Uranii zawsze przynosiła znaczny przyrost naszej wiedzy, ale obecny piąty numer wywrócił nieco panujący porządek w naszych głowach. Oto prawo grawitacji Newtona poddane zostało w wątpliwość. Jak wykazuje zamieszczony przez autorów tej kontrowersyjnej nowiny artykuł Prawo to nie musi być spełnione wszędzie w takiej postaci w jakiej je znamy na ziemi.

Cały problem zaczął się od ciemnej materii i próby wyjaśnienia problemu z krzywą rotacji galaktyk. Otóż jak możemy przeczytać w materiałach na ten temat, krzywa prędkości rotacji galaktyk jest zbyt płaska jak na ilość materii jaką jesteśmy w stanie zaobserwować w badanych galaktykach. Innymi słowy mówiąc, galaktyki wirują tak, jakby w ramionach, w większej odległości od centrum galaktyki, było znacznie więcej masy niż widzimy i jesteśmy w stanie zliczyć. Tą brakującą, niewidoczną materię astronomowie nazwali oczywiście ciemną materią.

Ale są i tacy, którzy wykazali, że wcale nie potrzeba zaprzęgać do tego ciemnej materii, której ciągle nie jesteśmy w stanie wykryć i jaj natura pozostaje nadal tajemnicza. Wystarczy by prawo powszechnej grawitacji, którym Se tu posiłkujemy w obliczeniach było nieco inne w tamtych obszarach galaktyk. Inne znaczy uwzględniające zmniejszone przyśpieszenie jakiemu poddawana jest masa w peryferyjnych obszarach galaktyk. Różnica t a jest na tyle istotna, że uwzględniając tę poprawkę uzyskuje się pełna zgodność obserwacji z obliczeniami.

Wydawałoby się że to rewelacja, ale … no właśnie jest ale. Fizycy wymagają, by ta teoria miała jakieś podstawy w ogólnej teorii względności (taka elegancka wersja relatywistyczna) i wynikała z konkretnych podstaw teoretycznych, a tego właśnie jej brakuje. Po porostu spełnia warunki i jest sprawdzalna, choć nie wiadomo czy zawsze i wszędzie, ale w dotychczasowych pomiarach tak jest. A pomiary zrobiono w setkach galaktyk.

Ma za to elegancką nazwę „MOND” autorstwa Mordechai Milgroma czyli Zmodyfikowana Dynamika Newtona (ang. MOdified Newtonian Dynamics).

---

Przyjrzyjmy się wzorom.


gdzie a0 jest stałą o wymiarze przyspieszenia, a0 ~ 10-8 cm/s2. Niektórzy wolą pozostawiać zasadę dynamiki niezmienioną, a modyfikować prawo grawitacji, co z punktu widzenia matematyki jest zupełnie równoważne. a0 jest wartością przyśpieszenia jakiemu poddawana jest cząstka na początku Wszechświata startująca z prędkością V=0, przy czym cząstka ta uzyskuje dzisiaj prędkość równą c. Według tej teorii siła grawitacji na większe odległości byłaby większa niż się obecnie przypuszcza, a to tłumaczyłoby stabilność dysków galaktyk spiralnych. Idea zmodyfikowanej teorii grawitacji dobrze tłumaczy krzywe rotacji galaktyk i nie wymaga potrzeby realnego istnienia ciemnej materii. Po przyrównaniu siłę grawitacji do siły Milgroma uzyskamy:

V(R)=(GM₀a₀)^1/4=V₀=const

A to jest dokładnie taki wzór jaki uzyskamy z obserwacji.

Obserwacje sond Voyager 1 i 2 oraz Pioneer 10 wykazały, że ich ruch jest minimalnie wolniejszy od przewidywanego standardową teorią grawitacji Newtona. Wielkość spowolnienia odpowiada wartości wyliczonej z teorii MOND.

W przeszłości teoria zmodyfikowanej dynamiki Newtonowskiej miała trudność w wyjaśnieniu zaobserwowanego zachowania dwóch zderzających się gromad galaktyk, obok których znaleziono centra grawitacyjne, w których jest zbyt mało gwiazd, aby ich zachowanie mogło być wyjaśnione teorią MOND. Jednak w 2007 roku astronom John Moffat opublikował artykuł prezentujący wersję teorii zmodyfikowanej grawitacji, która wyjaśnia również zaobserwowane zachowanie zderzających się gromad galaktyk