峰哥博客
物理世界时不时地会被惊人的新发现所颠覆，以尼尔斯·玻尔和马克斯·普朗克为例。 在他们工作之前，许多人认为我们已经学会了所有我们能学到的物理知识，但后来玻尔和普朗克揭开了量子力学的面纱，我们突然意识到，我们还远远没有完全理解宇宙。 最近的一项发现也许能让我们再次恢复科学的谦逊，并在此过程中改写爱因斯坦最著名的理论之一。 那么，我们即将会进入物理学的新时代吗？
让我们从这些新发现开始。 最近一项研究详细说明了天文学家是如何发现一个星团以一种似乎违反牛顿和爱因斯坦引力的奇怪方式运动的。这些星团是由数千颗年轻恒星组成的巨大球体，星团不会永远存在，最终会慢慢消散，但由于引力的奇怪作用方式，它们会变成两条尾巴，有效地将星团球变成一个线状分散的恒星。
根据广义相对论（爱因斯坦的引力理论），一颗恒星进入任何一条尾巴的几率是相等的，这意味着两条尾巴应该有相同数量的恒星。 但是最近对这个星团的观测表明，尽管没有外部影响，一条尾巴上的恒星数量还是明显多于另一条。 看起来这些恒星周围的引力发生了一些奇怪的变化。
然而，一个古老的替代引力理论，称为修正牛顿动力学（MOND）完美地解释了这些奇怪的发现，这就是为什么这个发现可能颠覆我们所知道的物理学。
那么什么是MOND呢？ 在20世纪30年代早期，天文学家注意到星系不应该自然地保持在一起。 他们发现恒星绕银河系的轨道运行速度太快，引力不可能是支撑它们的唯一力量。 他们的观测结果表明，星系应该在几百万年内分裂开来，而不是作为一个整体保持几十亿年。 这就是所谓的“质量缺失问题”。
对于质量缺失问题，只有两种可能的解决方案。 要么我们的引力理论是错误的，有足够的引力使星系保持在一起，要么这些星系中的质量比我们所能看到的要多。
许多人选择了隐藏质量的概念，而不是修正引力，因为爱因斯坦的广义相对论是我们所拥有的最受考验和最健全的理论之一。 这导致了“暗物质”的诞生，这是一种尚未被发现的物质，只通过引力与其他物质相互作用。
但是，MOND选择了一条艰难的道路，挑战爱因斯坦。 这个理论假设重力实际上在较低的加速度下更强。 让我解释一下。
地球绕太阳的轨道直径很小（从宇宙学的角度来说），这使得我们经历了很高的向心加速度（在圆周运动中感受到的垂直于运动的加速度）。 根据MOND的说法，这意味着我们经历了一个较弱的引力版本，因为我们的引力理论是基于我们在这里所做的测量，我们的理论预测引力比它可能的要弱。
然而，在星系边缘运行的快速恒星经历的向心加速度要低得多。 因此，根据MOND的说法，它们经历了更强的重力，这阻止了它们飞向外太空。 这解决了缺少质量的问题，而不需要新类型的物质。但是，由于有更多的证据表明暗物质是一种新型粒子，MOND很快就失去了作为星系引力问题解决方案的支持。
这就是这些星团发现的意义所在。 一个尾翼出口点的向心加速度比另一个小得多。 广义相对论预言这不会有什么不同，但MOND预言这会使这个出口点具有更高的引力，从而使一颗恒星更难进入那个尾巴，而不是另一个尾巴。 经过一些模拟和广泛的分析，天文学家发现MOND可以完美地解释这个星团是如何消散的。
所以，这个星团似乎表明爱因斯坦的引力理论是错误的，暗物质并不存在。这一发现可以解答更多的谜团，而不仅仅是暗物质。 我们一直在努力创造一个万物的理论，因为广义相对论和量子力学不能很好地相互配合。 这使得许多科学家怀疑我们的引力或量子力学理论是错误的。
那么，MOND可能是一个起点，使我们能够写一个新的引力理论，不仅解决了丢失质量的问题，而且还可以与量子力学一起工作。 这样的发展将有助于我们写出一个万物理论，并最终进入物理学的新时代。
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作者:
F_Robot，
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原文地址《
你知道吗，新证据或解开物理学重要谜团，并证明爱因斯坦是错误的》发布于2022-11-13
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