Connect with us

science

Effondrement des théories de Newton et d’Einstein sur la faible accélération

Published

on

Effondrement des théories de Newton et d’Einstein sur la faible accélération

Une étude récente révèle que les mouvements orbitaux d’étoiles binaires largement espacées, ou « binaires larges », brisent le modèle standard de gravité à faible accélération. En analysant les données de 26 500 jumelles, les chercheurs ont découvert que des accélérations inférieures à un nanomètre par seconde carrée s’écartent des lois de la gravité de Newton et d’Einstein.

Une étude des mouvements orbitaux de larges binaires a révélé des preuves que la gravité scalaire s’effondre à faible accélération. La découverte est cohérente avec une théorie modifiée appelée MOND et remet en question les notions actuelles de matière noire. Les implications pour l’astrophysique, la physique et la cosmologie sont profondes, et les résultats ont été reconnus comme une découverte importante par les experts dans le domaine.

Une nouvelle étude rapporte des preuves convaincantes d’un effondrement gravitationnel record à la limite d’accélération inférieure, résultant d’une analyse vérifiable des mouvements orbitaux d’étoiles binaires longues et largement espacées. Ces étoiles sont communément appelées larges binaires en astronomie et en astrophysique. L’étude a été menée par Kyu-Hyun Chae, professeur de physique et d’astronomie à l’Université Sejong de Séoul, et a utilisé jusqu’à 26 500 binaires larges dans un rayon de 650 années-lumière (LY), qui ont été repérés par le télescope spatial Gaia de l’Agence spatiale européenne.

méthodologie

Pour une amélioration significative par rapport à d’autres recherches, l’étude de Chai s’est concentrée sur le calcul des accélérations gravitationnelles subies par les étoiles binaires en fonction de leur séparation, ou de manière équivalente, de la période orbitale. Ceci a été réalisé par projection Monte Carlo des mouvements de projection du ciel observés dans un espace tridimensionnel.

Zhai explique : « Dès le départ, il m’a semblé clair que la gravité pouvait être expérimentée directement et efficacement en calculant l’accélération car le champ gravitationnel lui-même est une accélération. Mes expériences de recherche récentes avec les courbes de rotation galactique m’ont conduit à cette idée. Disques galactiques et les binaires larges partagent certaines similitudes dans leurs orbites, bien que les binaires larges suivent de très longues orbites tandis que les molécules d’hydrogène gazeux dans un disque galactique suivent des orbites presque circulaires. »

De plus, Chae a calibré le taux d’incidence des diodes internes interférentes cachées à une accélération standard, contrairement à d’autres études.

Un système stellaire binaire avec un binaire interne qui se chevauche

À gauche : un système stellaire binaire avec un binaire interne qui se chevauche (Crédit : Wikipedia). Droite : Anomalie gravitationnelle à faible accélération observée dans 20 000 binaires de large. Crédit : Kyu-Hyun Chae

les résultats

L’étude a révélé que lorsque deux étoiles tournent l’une autour de l’autre avec des accélérations inférieures à environ un nanomètre par seconde au carré, elles commencent à s’écarter des prédictions de la loi de la gravitation universelle de Newton et de la relativité générale d’Einstein. Pour des accélérations inférieures à environ 0,1 nanomètre par seconde au carré, l’accélération observée est d’environ 30 à 40 % supérieure à la prédiction de Newton-Einstein. L’importance est importante et répond aux critères traditionnels des 5 sigma pour une découverte scientifique. Dans un échantillon de 20 000 diodes larges dans une limite de distance de 650 LY, deux contraintes d’accélérateur indépendantes présentent respectivement des déviations de plus de 5 sigma dans la même direction.

Étant donné que l’accélération observée supérieure à environ 10 nanomètres par seconde au carré correspond bien à la prédiction de Newton-Einstein de la même analyse, l’augmentation observée de l’accélération à des accélérations plus faibles est un casse-tête. Fait intéressant, cet effondrement de la théorie de Newton-Einstein à la plus faible accélération a été proposé il y a 40 ans par le physicien théoricien Mordehai Milgrom à l’Institut Weizmann en Israël dans un nouveau cadre théorique appelé dynamique newtonienne modifiée (MOND) ou dynamique de Milgrom dans l’usage courant.

Connexion MOND

Le facteur d’amélioration d’environ 1,4 a été correctement prédit par une théorie lagrangienne de la gravité de type MOND appelée AQUAL, qui a été proposée par Milgrom et le regretté physicien Jacob Bekenstein. Ce qui est remarquable, c’est que le facteur de renforcement correct nécessite l’influence du champ externe de Voie Lactée Galaxy, une prédiction de gravité unique modifiée par MOND. Ainsi, les nombreuses données binaires indiquent non seulement une rupture de la dynamique newtonienne mais aussi une manifestation d’un effet de champ externe de gravité modulée.

Chaï Insight

À propos des résultats, Chai dit : « Il semble impossible qu’une conspiration ou une méthodologie inconnue ait pu causer ces effondrements de gravité scalaire dépendants de l’accéléromètre en accord avec AQUAL. J’ai examiné toute la systématique telle que décrite dans le document assez long. Les résultats sont réels. Je m’attends à ce que les résultats soient confirmés et affinés avec des données meilleures et plus importantes à l’avenir. J’ai également publié tout mon code par souci de transparence et pour servir tout chercheur intéressé.

Effets et limites

Contrairement aux courbes de rotation galactique, où l’accélération accrue observée pourrait théoriquement être attribuée à la matière noire dans la gravité standard de Newton-Einstein, la large dynamique binaire ne pourrait pas être affectée par elles même si elles étaient présentes. La gravité standard s’effondre simplement dans la limite d’accélération faible selon le cadre MOND.

Les implications de la dynamique binaire large sont profondes en astrophysique, physique théorique et cosmologie. Les déviations observées dans les orbites de Mercure au XIXe siècle ont finalement conduit à la relativité générale d’Einstein. Les déviations maintenant dans les binaires larges nécessitent une nouvelle théorie qui étend la relativité générale à la limite d’accélération basse MOND.

Malgré tous les succès de la gravité newtonienne, la relativité générale est essentielle aux phénomènes gravitationnels relativistes tels que les trous noirs et ondes gravitationnelles. De même, malgré tous les succès de la relativité générale, une nouvelle théorie est nécessaire pour le phénomène MOND dans la limite des faibles accélérations. Le cataclysme de la faible accélération gravitationnelle peut avoir une certaine ressemblance avec le cataclysme ultraviolet de l’électrodynamique classique qui a conduit à la physique quantique.

Une révolution en physique

De larges aberrations binaires sont désastreuses pour la gravité standard et une cosmologie qui repose sur les concepts de matière noire et d’énergie noire. Puisque la gravité suit MOND, la grande quantité de matière noire dans les galaxies (et même dans l’Univers) n’est plus nécessaire. C’est une grande surprise pour Chai qui, comme les scientifiques normaux, « croyait » à la matière noire jusqu’à il y a quelques années.

Il semble qu’une nouvelle révolution de la physique soit en cours. فيما يتعلق بالنتائج الحالية والآفاق المستقبلية ، يقول ميلغروم ، « إن اكتشاف تشاي هو نتيجة لتحليل متعمق للغاية للبيانات المتطورة ، والتي ، بقدر ما أستطيع الحكم عليها ، كان أداؤها شديد الدقة والعناية. لكن بالنسبة لمثل هذا الاكتشاف بعيد المدى – وهو في الواقع بعيد المدى – نحتاج إلى تأكيد من خلال تحليلات مستقلة ، ويفضل أن يكون ذلك مع بيانات مستقبلية أفضل. إذا تم تأكيد هذا الشذوذ على أنه انهيار لديناميات نيوتن ، وخاصة إذا كانت تتفق بالفعل مع أكثر تنبؤات MOND مباشرة ، فسيكون لها آثار هائلة على الفيزياء الفلكية وعلم الكونيات والفيزياء الأساسية En général. « 

Avis des pairs

Xavier Hernandez, professeur à l’UNAM au Mexique, qui a proposé pour la première fois des tests binaires approfondis de gravité il y a dix ans, déclare : « C’est excitant que l’écart par rapport à la gravité newtonienne que mon groupe revendique depuis un certain temps ait été confirmé de manière indépendante, et c’est impressionnant. que cela a été identifié. » Départ correct pour la première fois car il correspond exactement à un modèle MOND détaillé. Du jamais vu auparavant Précision Depuis le satellite Gaia, le grand échantillon soigneusement sélectionné de Chae et son analyse détaillée rendent ses résultats suffisamment solides pour être qualifiés de découverte. »

Pavel Krupa, professeur à l’Université de Bonn et à l’Université Charles de Prague, est arrivé aux mêmes conclusions concernant la loi de la gravité. Il dit : « Avec ce test sur de larges binaires ainsi que nos tests sur des amas d’étoiles ouverts proches du Soleil, les données indiquent maintenant de manière convaincante que la gravité est milgromienne plutôt que newtonienne. Les implications pour toute l’astrophysique sont énormes. »

La découverte a été publiée dans le numéro du 1er août 2023 de le Journal astrophysique.

Référence : « Record Newton-Einstein Gravity Collapse at Low Accelerations in the Internal Dynamics of Massive Binary Stars » par Kyu Hyun-chae, 24 juillet 2023, disponible ici. Journal astrophysique.
DOI : 10.3847/1538-4357/ace101

READ  Des astronomes indiens ont découvert des dizaines d'étoiles variables dans la région de NGC 381
Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

science

Le framework CUISINES pour les projets de comparaison de modèles exoplanétaires, version 1.0

Published

on

Le framework CUISINES pour les projets de comparaison de modèles exoplanétaires, version 1.0

Illustration de la conception expérimentale générale du CREME exoMIP (Tsigaridis et al. en préparation), comme exemple de la façon dont l’exoMIP peut être structuré pour permettre une large participation communautaire. — Ph.EP astronomique

Alors que le télescope spatial James Webb commence à renvoyer des observations, il est plus important que jamais que les modèles climatiques exoplanétaires soient capables de prédire de manière cohérente et correcte l’observabilité des exoplanètes, de récupérer leurs données et d’interpréter les environnements planétaires à partir de ces données.

Les comparaisons entre modèles jouent un rôle crucial dans ce contexte, surtout à l’heure où peu de données sont disponibles pour valider les prédictions des modèles. Le groupe de travail CUISINES du Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) de la NASA soutient une approche systématique pour évaluer les performances des modèles d’exoplanètes et fournit ici un cadre pour mener des projets d’intercomparaison de modèles d’exoplanètes organisés par la communauté (exoMIP).

Le cadre CUISINES adapte spécifiquement les pratiques de la communauté climatique terrestre pour répondre aux besoins des chercheurs exoplanétaires, y compris une gamme de types de modèles, de cibles planétaires et d’études spatiales paramétriques. Son objectif est d’aider les chercheurs à travailler collectivement, équitablement et ouvertement pour atteindre des objectifs communs.

Le cadre CUISINES repose sur cinq principes : 1) Définir à l’avance la ou les questions de recherche que exoMIP vise à aborder. 2) Créer une conception pilote qui maximise la participation de la communauté et en faire la publicité largement. 3) Planifiez un calendrier de projet qui permet à tous les membres d’exoMIP de participer pleinement. 4) Créer des produits de données à partir des résultats du modèle pour une comparaison directe avec les observations. 5) Créez un plan de gestion des données applicable aujourd’hui et évolutif à l’avenir.

READ  Des astronomes indiens ont découvert des dizaines d'étoiles variables dans la région de NGC 381

Au cours des premières années de son existence, CUISINES fournit déjà un soutien logistique à 10 exoMIP et continuera à organiser des ateliers annuels pour approfondir les commentaires de la communauté et présenter de nouvelles idées d’exoMIP.

Linda E. Sohl, Thomas J. Fuchez, Sean Domagal-Goldman, Duncan A. Christie, Russell Detrick, Jacob Haque-Misra, C.E. Harman, Nicholas Iero, Nathan J. Mayne, Costas Tsigarides, Geronimo L. Villanueva, Ambre V. Jeune, Guillaume Chaverot

Commentaires : 14 pages, deux numéros
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP) ; Instruments et méthodes astrophysiques (astro-ph.IM)
Citer comme : arXiv:2406.09275 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2406.09275v1 [astro-ph.EP] pour cette version)
Date de soumission
Qui : Linda Suhl
[v1] Jeudi 13 juin 2024, 16:14:22 UTC (903 Ko)
https://arxiv.org/abs/2406.09275
Astrobiologie

Continue Reading

science

Ingénieur – Des « mégaclusters » de satellites pourraient mettre en péril la reconstitution du trou d’ozone

Published

on

Ingénieur – Des « mégaclusters » de satellites pourraient mettre en péril la reconstitution du trou d’ozone

Le Protocole de Montréal de 1987 a réglementé avec succès les CFC nocifs pour la couche d’ozone afin de protéger la couche d’ozone, réduisant ainsi le trou d’ozone au-dessus de l’Antarctique, et une reprise est attendue dans les 50 prochaines années.

Cependant, de nouvelles recherches de Université de Californie du Sud Ecole d’Ingénieurs de Viterbi Il a montré que ces oxydes ont été multipliés par huit entre 2016 et 2022 et continueront de s’accumuler à mesure que le nombre de satellites en orbite terrestre basse (LEO) augmentera, mettant ainsi la couche d’ozone en danger dans les décennies à venir.

Les chercheurs ont expliqué que sur 8 100 objets en orbite terrestre basse, 6 000 sont des satellites Starlink lancés au cours des dernières années et que la demande d’une couverture Internet mondiale entraîne une augmentation rapide du lancement d’essaims de petits satellites de communication.

SpaceX est le leader de ce projet, avec l’autorisation de lancer 12 000 satellites Starlink supplémentaires et jusqu’à 42 000 satellites prévus. Amazon et d’autres sociétés dans le monde envisagent également de créer des constellations allant de 3 000 à 13 000 satellites, ajoutent les auteurs de l’étude.

Les satellites Internet ont une durée de vie d’environ cinq ans seulement, les entreprises doivent donc lancer des satellites de remplacement pour maintenir le service Internet, ce qui poursuit un cycle d’obsolescence programmée et de contamination imprévue, ont indiqué les chercheurs.

Les oxydes d’aluminium déclenchent des réactions chimiques qui détruisent l’ozone stratosphérique, qui protège la Terre des rayons ultraviolets. Les oxydes ne réagissent pas chimiquement avec les molécules d’ozone, mais conduisent plutôt à des réactions destructrices entre l’ozone et le chlore, conduisant à l’appauvrissement de la couche d’ozone.

READ  Les tigres à dents de sabre ronronnent-ils ou rugissent-ils ?

Étant donné que les oxydes d’aluminium ne sont pas consommés dans ces réactions chimiques, ils peuvent continuer à détruire molécule après molécule d’ozone pendant des décennies à mesure qu’ils dérivent dans la stratosphère, ont indiqué les chercheurs.

« Ce n’est que ces dernières années que les gens ont commencé à penser que cela pourrait devenir un problème », a déclaré Joseph Wang, chercheur en astronautique à l’Université de Californie du Sud et auteur correspondant de l’étude, dans un communiqué. « Nous avons été l’une des premières équipes à considérer les implications de ces faits. »

Puisqu’il est impossible de collecter des données sur des engins spatiaux en feu, des études antérieures ont utilisé des analyses de micrométéorites pour estimer la contamination potentielle. Cependant, les chercheurs ont indiqué que les micrométéorites contiennent très peu d’aluminium, un métal qui représente 15 à 40 % de la masse de la plupart des satellites. Ces estimations ne s’appliquent donc pas bien aux nouveaux satellites.

Au lieu de cela, les chercheurs ont modélisé la composition chimique et les liaisons au sein des matériaux satellites lors de leurs interactions aux niveaux moléculaire et atomique. Les résultats ont permis aux chercheurs de comprendre comment la matière change avec différents apports d’énergie.

L’étude a été financée par NASAIl a été constaté qu’en 2022, la rentrée des satellites a augmenté la quantité d’aluminium dans l’atmosphère de 29,5 % au-dessus des niveaux normaux.

La modélisation a montré qu’un satellite typique de 250 kg avec 30 pour cent de sa masse d’aluminium générerait environ 30 kg de nanoparticules d’oxyde d’aluminium (taille de 1 à 100 nanomètres) lors de la rentrée. La plupart de ces particules sont générées dans la mésosphère, entre 50 et 85 kilomètres (30 à 50 miles) au-dessus de la surface de la Terre.

READ  L'étude démontre une nouvelle méthode de recherche de photons noirs meV

L’équipe a ensuite calculé que, en fonction de la taille des particules, il faudrait jusqu’à 30 ans pour que les oxydes d’aluminium dérivent jusqu’aux hauteurs stratosphériques, où se trouvent 90 % de l’ozone troposphérique.

Les chercheurs estiment qu’au moment où les constellations de satellites actuellement prévues seront achevées, 912 tonnes d’aluminium tomberont sur Terre chaque année. Cela libérerait environ 360 tonnes d’oxydes d’aluminium par an dans l’atmosphère, soit une augmentation de 646 % par rapport aux niveaux naturels.

L’étude a été publiée dans la revue en libre accès AGU Lettres de recherche géophysiqueentièrement lisible ici.

Continue Reading

science

Des chercheurs de l’Université de Californie du Sud ont prouvé que le noyau terrestre perdait de la vitesse.

Published

on

Des chercheurs de l’Université de Californie du Sud ont prouvé que le noyau terrestre perdait de la vitesse.

Le noyau interne a commencé à ralentir vers 2010, se déplaçant plus lentement que la surface de la Terre. Crédit : Université de Californie du Sud

Une nouvelle étude fournit des preuves claires que le noyau interne de la Terre a commencé à ralentir vers 2010.

Université de Californie du Sud Les scientifiques ont découvert que le noyau interne de la Terre ralentit par rapport à la surface de la planète, un phénomène qui a commencé vers 2010 après des décennies de tendance inverse. Ce changement majeur a été révélé par l’analyse de données sismiques détaillées provenant de tremblements de terre et d’essais nucléaires. La décélération est affectée par la dynamique du noyau externe liquide environnant et par l’attraction gravitationnelle du manteau terrestre, ce qui peut légèrement affecter la rotation de la Terre.

Dynamique du noyau interne

Des scientifiques de l’Université de Californie du Sud ont prouvé que le noyau interne de la Terre reculait – ralentissait – par rapport à la surface de la planète, comme le montre une nouvelle étude publiée le 12 juin dans la revue nature.

La communauté scientifique débat depuis longtemps du mouvement du noyau interne, certaines études suggérant qu’il tourne plus vite que la surface de la Terre. Cependant, des recherches récentes de l’Université de Californie du Sud montrent de manière concluante qu’à partir de 2010 environ, le noyau interne a ralenti et se déplace désormais à un rythme plus lent que la surface de la planète.

« Quand j’ai vu pour la première fois les sismogrammes qui faisaient allusion à ce changement, j’ai été mystifié », a déclaré John Vidal, professeur de géosciences au doyen de l’USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences. « Mais lorsque nous avons trouvé vingt autres observations pointant vers le même schéma, la conclusion était inévitable. Le noyau interne avait ralenti pour la première fois depuis plusieurs décennies. D’autres scientifiques ont récemment plaidé en faveur de modèles similaires et différents, mais notre dernière étude fournit la solution la plus convaincante. »

READ  SpaceX et la NASA visent un lancement de Crew-6 à la mi-février

Déclin et ralentissement relatifs

Le noyau interne est dans un état d’inversion et de rétraction par rapport à la surface de la planète car il se déplace légèrement plus lentement au lieu de plus vite que le manteau terrestre pour la première fois depuis environ 40 ans. Par rapport à sa vitesse des décennies précédentes, le noyau interne ralentit.

Le noyau interne est une boule solide de fer et de nickel entourée d’un noyau externe de fer et de nickel liquides. D’environ la taille de la Lune, le noyau interne se trouve à plus de 3 000 milles sous nos pieds et présente un défi pour les chercheurs : il ne peut être ni visité ni vu. Les scientifiques doivent utiliser les ondes sismiques des tremblements de terre pour créer des visualisations du mouvement du noyau interne.

Une nouvelle approche de l’approche itérative

Vidal et Wei Wang, de l’Académie chinoise des sciences, ont utilisé des formes d’onde et des tremblements de terre répétés, contrairement à d’autres recherches. Les tremblements de terre répétés sont des événements sismiques qui se produisent au même endroit pour produire des sismogrammes identiques.

Dans cette étude, les chercheurs ont compilé et analysé les données sismiques enregistrées autour des îles Sandwich du Sud à partir de 121 tremblements de terre répétés survenus entre 1991 et 2023. Ils ont également utilisé les données de deux essais nucléaires soviétiques entre 1971 et 1974, ainsi que des essais répétés français et américains. Expériences nucléaires issues d’autres études du noyau interne.

Vidal a déclaré que le ralentissement de la vitesse du noyau interne était causé par le balancement du noyau externe de fer liquide qui l’entoure, qui génère le champ magnétique terrestre, en plus des forces gravitationnelles des zones denses du manteau rocheux sus-jacent.

READ  L'outil CRISPR a été développé avec une plate-forme de visualisation de données volumineuses pour l'édition et la modification du génome

Impact sur la surface de la Terre

Les effets de ce changement dans le mouvement du noyau interne de la surface terrestre ne peuvent que faire l’objet de spéculations. Vidal a déclaré que le retrait du noyau interne pourrait modifier la durée d’une journée de quelques fractions de seconde : « Il est très difficile de remarquer que, de l’ordre d’un millième de seconde, il se perd presque dans le bruit des océans. et l’ambiance. »

Les futures recherches menées par les scientifiques de l’USC espèrent tracer plus en détail le chemin du noyau interne afin de révéler exactement pourquoi il change.

« La danse intérieure du cœur est peut-être plus vibrante que ce que nous connaissons jusqu’à présent », a déclaré Vidal.

Référence : « Inner Core Retraction by Seismic Waveform Reflections » par Wei Wang, Jun E. Fidel, Guanying Pang, Keith D. Cooper et Ruyan Wang, 12 juin 2024, nature.
est ce que je: 10.1038/s41586-024-07536-4

Outre Vidal, les autres auteurs de l’étude comprennent Ruian Wang de l’Université de Californie du Sud Dornsife, Wei Wang de l’Académie chinoise des sciences, Guanying Pang de l’Université Cornell et Keith Cooper de l’Université de l’Utah.

Cette recherche a été soutenue par la National Science Foundation (EAR-2041892) et l’Institut de géologie et de géophysique de l’Académie chinoise des sciences (IGGCAS-201904 et IGGCAS-202204).

Continue Reading

Trending

Copyright © 2023