Існування загадкової дев'ятої планети викликає сумніви у теоріях гравітації

Докази, що вказують на існування ще не відкритої дев'ятої планети в Сонячній системі, можуть вказувати на некоректність уявлень про гравітацію. Таким є висновок двох вчених, які вивчили вплив нашої галактики на об'єкти у зовнішніх областях Сонячної системи.

Різні версії гіпотези альтернативної теорії гравітації (модифікована ньютонівська динаміка, MOND) можуть пояснити, як галактики обертаються так швидко, не розлітаючись. Зазвичай вчені вважають, що така підозріла стійкість галактичної структури свідчить про існування темної матерії — невидимої форми речовини, яке випромінює і відбиває світло. Ідея полягає в тому, що масивні гало темної матерії оточують і гравітаційно пов'язують разом галактики, запобігаючи їх вмісту від розльоту.

При MOND немає потреби у темній матерії. Вона припускає, що знаменитий закон гравітації Ісаака Ньютона є вірним, але лише до певної межі. Натомість у трактуванні MOND при великих кутових швидкостях виникає інша поведінка гравітації. І така поведінка впливає на обертання галактик.

"MOND дійсно добре пояснює спостереження на галактичному рівні, але я не очікував, що вона вплине на зовнішню Сонячну систему", - говорить науковий співробітник Харш Матур, який провів це дослідження спільно з професором фізики Кетрін Браун з коледжу Гамільтона.

Зв'язок між MOND і гіпотетичною Дев'ятою планетою може здатися дивним, але він виходить з того факту, що основним доказом існування цього об'єкта, який, ймовірно, ховається на краю Сонячної системи, є дивна поведінка об'єктів пояса Койпера. Пояс Койпера - це область у зовнішній частині нашої Сонячної системи, в якій знаходяться різні крижані тіла, такі як карликові планети, комети та астероїди.

У 2016 році виявили, що деякі з цих крижаних об'єктів мають орбітальні аномалії та скупчення, відмінні від інших мешканців пояса Койпера. І, як вчені, така дивна поведінка може бути результатом існування невідомої планети. Таке дивне розташування орбіт уже раніше вказувало на наявність планет, — саме так було виявлено Нептуна через його гравітаційний вплив на інші об'єкти Сонячної системи. Проте Матур і Браун хотіли дізнатися, чи дивне розташування орбіт об'єктів пояса Койпера може бути результатом іншого впливу. Можливо, такі орбіти можуть бути пояснені, якщо MOND є правильним трактуванням гравітації.

"Ми хотіли дізнатися, чи будуть дані, що підтверджують гіпотезу про Дев'яту планету, суперечити MOND", - сказала Браун. Вони виявили, що дивне скупчення справді може бути результатом MOND. Матур і Браун припускають, що протягом мільйонів років орбіти деяких об'єктів зовнішньої Сонячної системи могли бути гравітаційно «зсунутими» — замість їхньої узгодженості з рештою Сонячної системи, орбіти витягувалися відповідно до гравітаційного поля Чумацького шляху.

Матур сказав, що вони виявили «вражаючу узгодженість». Вчені обережні в оцінці результатів, визнаючи, що обсяг даних, основі яких проводилося дослідження, порівняно невеликий.

"Незалежно від результату, ця робота підкреслює потенціал зовнішньої Сонячної системи як лабораторії для перевірки різних теорій гравітації та вивчення фундаментальних проблем фізики", - робить висновок Браун.