Cassini u Saturnu. Kredit: NASA/JPL, Wikimedia Commons.

Jak jistě všichni tuší, temná hmota není o mnoho blíž k objasnění než včera ani než před 10 lety. V této souvislosti nepřekvapí, že se najdou vědci, kterým temná hmota moc nevoní a snaží se najít alternativní vysvětlení. Mezi rivaly teorie s temnou hmotou zaujímá přední postavení modifikovaná newtonovská dynamika (MOND), kterou v roce 1983 navrhl izraelský fyzik Mordehai Milgrom.

Idranil Banik. Kredit: University of St Andrews.

MOND v podstatě upravuje Newtonovy pohybové zákony tak, aby odpovídaly chování vesmírných objektů, k jehož vysvětlení je jinak nutná temná hmota. Po celou dobu své existence MOND více či méně úspěšně bojuje o pozici v blízkosti fyzikálního mainstreamu. Jak ale uvádějí fyzici Indranil Banik z University of St Andrews a Harry Desmond z University of Portsmouth na platformě The Conversation, výzkumy z poslední doby představují pro MOND špatné zprávy.

Harry Desmond. Kredit: University of Portsmouth.

MOND se v některých ohledech chová jako teorie s temnou hmotou. Jak tedy zjistit, zda MOND opravdu reálně funguje? Podle badatelů je klíčem, že MOND mění chování gravitace pouze při nízkých zrychleních, nikoli v určité vzdálenosti od objektu. Výhoda je v tom, že by mělo být možné pozorovat působení MOND nejen v rámci tisíců světelných let napříč galaxií, ale také v mnohem menším měřítku, například v rámci Sluneční soustavy.

Pěknou příležitost ověřit, zda ve Sluneční soustavě nepůsobí MOND, nabídla data legendární mise Cassini. Tato sonda obíhala mezi lety 2004 a 2017 kolem Saturnu a umožnila detailně sledovat pohyb tohoto plynného obra. Navzdory značnému úsilí zahrnout do zpracování dat nejrůznější vlivy z okolního vesmíru se ukázalo, že Newtonovy pohybové zákony fungují pro Saturn skvěle a že tam není žádná anomálie, která by ukazovala na MOND.

MOND selhala i ve výzkumu dvojhvězd, v nichž hvězdy obíhají daleko od sebe, ve vzdálenosti několika tisíc AU. Modifikovaná dynamika předpovídá, že by se hvězdy v takové dvojhvězdě měly pohybovat asi o 20 procent rychleji, než jak uvádějí Newtonovy pohybové zákony. Nedávná velmi detailní studie to ale přesvědčivě vyloučila. Ani uvedené dvojhvězdy nehrají podle not MOND. Další výzkumný tým testoval MOND s využitím pohybu malých těles na periferii Sluneční soustavy. Opět to pro MOND nedopadlo dobře.

Vyloženě tragické je to pro MOND v měřítku přesahujícím galaxie. Vůbec si neporadí s dynamikou v kupách galaxií. Jak se zdá, v centrální části kupy MOND poskytuje příliš málo gravitace, zatímco na periferii kupy galaxií MOND nabízí naopak příliš mnoho gravitace. Jak říkají Banik s Desmondem, standardní kosmologický model s temnou hmotou sice není perfektní, ale MOND čelí tolika potížím, že přinejmenším pro Banika a Desmonda nepředstavuje životaschopnou alternativu temné hmoty.

Video: Strong constraints on weak gravity from Gaia DR3 wide binaries

Video: HUGE blow for alternate theory of gravity MOND

Literatura

The Conversation 9. 5. 2024.