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Wie F = ma bei niedrigen Beschleunigungen zusammenbrechen könnte
Das zweite Newtonsche Gesetz, F=ma, ist eines der Fundamente der modernen Physik. Zumindest war es bis Anfang der 1980er Jahre, als Astronomen bemerkten, dass Sterne, die Spiralgalaxien umkreisen, dem nicht gehorchen.
Hier ist das Problem. Nach dem Newtonschen Gesetz sollten weiter entfernte Objekte ein zentrales massives Objekt langsamer umkreisen. Genau das passiert im Sonnensystem. Aber die Sterne in Spiralgalaxien umkreisen viel schneller, als das Newtonsche Gesetz vorhersagt.
Astronomen haben zwei Lösungen für dieses Rätsel vorgeschlagen. Die meisten denken, dass es einen Heiligenschein aus unsichtbarer Materie geben muss, der die Sterne auf eine unsichtbare Weise anzieht. Andere meinen, dass Newtons Gesetz wegen der winzigen Beschleunigungen, die Sterne in Galaxien spüren, irgendwie zusammenbrechen muss. Diese Jungs haben seither 20 Jahre damit verbracht, die Implikationen der Modified Newtonian Dynamics oder MOND zu erforschen, geleitet von Mordehai Milgrom vom Weizmann Institute Center for Astrophysics in Israel, der die Idee 1983 ausfand.
Das Problem ist, dass MOND nur dann in Aktion tritt, wenn die Beschleunigung winzig ist – so klein, dass kein Experiment auf der Erde seine Auswirkungen vom Newtonschen Gesetz unterscheiden konnte. Und Messungen an Sternen in fernen Galaxien sind schwer durchzuführen, daher war es für Astronomen schwierig, Beweise dafür oder dagegen zu finden.
Aber heute sagt Milgrom, er habe einen neuen Effekt von MOND berechnet, der für Planeten und Kometen im Sonnensystem messbar sein soll.
Der neue Effekt ist eine Quadropolkraft, die Objekte im Raum oberhalb und unterhalb der Ebene des Sonnensystems abstößt, während sie Objekte anzieht, die innerhalb der Ebene liegen. Milgrom sagt, dass dies einen Effekt auf die Präzession des Perihels der Planeten im Sonnensystem haben sollte.
Er sagt, dass die aktuellen Messungen noch nicht genau genug sind, um diesen Effekt zu sehen oder einzuschränken, aber die entsprechende Präzision scheint in Reichweite zu sein.
Interessanterweise haben Astronomen letztes Jahr festgestellt, dass die Präzession des Perihels des Saturn passt nicht ganz zu den Vorhersagen .
Könnte dies die rauchende Waffe sein, nach der Milgrom sucht?
Ref: arxiv.org/abs/0906.4817 : MOND-Effekte im inneren Sonnensystem