Hur F = ma kunde gå sönder vid låga accelerationer

Newtons andra lag, F=ma, är en av grundstenarna i modern fysik. Eller åtminstone var det fram till början av 1980-talet, när astronomer märkte att stjärnor som kretsar kring spiralgalaxer inte lyder det.

Här är problemet. Enligt Newtons lag borde mer avlägsna objekt kretsa långsammare om ett centralt massivt objekt. Det är precis vad som händer i solsystemet. Men stjärnorna i spiralgalaxer kretsar mycket snabbare än vad Newtons lag förutspår.

Astronomer har föreslagit två lösningar på denna gåta. De flesta tror att det måste finnas en gloria av osynlig materia som drar stjärnorna på något osynligt sätt. Andra tror att Newtons lag på något sätt måste bryta ner för de små accelerationer som stjärnor känner i galaxer. Dessa killar har tillbringat de 20 åren sedan dess med att utforska implikationerna av Modified Newtonian Dynamics, eller MOND, ledd av Mordehai Milgrom från Weizmann Institute Center for Astrophysics, i Israel, som kom på idén 1983.

Problemet är att MOND bara sätter igång när accelerationen är liten – så liten att inget experiment på jorden har kunnat skilja dess effekter från Newtons lag. Och mätningar på stjärnor i avlägsna galaxer är svåra att göra, så det har varit svårt för astronomer att hitta bevis för eller emot det.

Men idag säger Milgrom att han har beräknat en ny effekt av MOND som ska vara mätbar för planeter och kometer i solsystemet.

Den nya effekten är en fyrpolig kraft som stöter bort objekt i rymden ovanför och under solsystemets plan samtidigt som den attraherar objekt som ligger inom planet. Milgrom säger att detta borde ge en effekt på precessionen av perihelionen av planeter i solsystemet.

Han säger att de nuvarande mätningarna ännu inte är tillräckligt exakta för att se eller begränsa denna effekt, men den lämpliga precisionen verkar vara inom räckhåll.

Intressant nog upptäckte astronomer förra året det precessionen av Saturnus perihelion passar inte riktigt med förutsägelser .

Kan det här vara den rykande pistolen som Milgrom letar efter?

Ref: arxiv.org/abs/0906.4817 : MOND-effekter i det inre solsystemet

Dölj