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2013 年 1 月 29 日

太陽系的前世今生 (29):有別於大霹靂學說的牛頓力學改良式 (MOND) 宇宙模型

提供者 : 陳輝樺 (NMNS )  

說明 : 昨天提及在探討有別於大霹靂學說的宇宙模型之前,我們想強調尚無可替代的宇宙模型可以解釋當前大霹靂 (Big Bang) 全面性如此多的觀測穩合事實。 這並不是說這類的模式是不可能的,只是它還沒有被進一步考驗證實。我們的目的也不是要詳加討論每一種模式,而僅是簡要描述每個模型和關聯的論點。

            1981 年以色列魏茨曼科學研究所物理學家莫德采•米爾格若姆 (Mordehai Milgrom,1946. ─ ) 提出牛頓力學改良式宇宙模型 (Modification Of Newtonian DynamicsMOND) 來解決 暗能量 (Dark energy)與星系自轉問題。類似愛因斯坦的廣義相對論 (General Relativity) 數學方程在相對速度 (v) 趨近於光速 (c) 時會和牛頓力學所得的結果趨於一致,相同地 MOND 是發生在速度 (v) 趨近於零時會和牛頓力學所得的結果趨於一致。換言之,在一個非常低向心加速度星系的尺度而言,或許如 MOND 的描述是適用的,因為  MOND 背後的基本思維源自在 可見光 中檢視這些星系中甯P的速度,再推斷出之間數量和分佈的差異。此資料在大霹靂學說標準解釋是星系含有不輻射也不吸收光的  暗物質 (Dark matter) ,而 MOND 的解讀是改變 重力 (gravity) 方式。MOND 本質上說大距離 、小作用力,牛頓的萬有引力定律被修改後確實有可能定量解釋星系的旋轉曲線。

            但是從 2002 年已來美國航空暨太空總署 (NASA) 錢卓拉 X 光天文台 (Chandra X-ray ObservatoryCXO) 對於 NGC 720 螺旋星系的高熱  X 光 觀測結果 (上圖影像) 發現與 MOND 相牴觸的直接證據。如此從理論的角度來看,MOND 從根本上是尚需修改否則會出現頭重腳輕的現象。2004 年以色列理論物理學家雅各布•大衛•貝肯斯坦 (Jacob David Bekenstein,1947.5.1.-)提出一種 延伸愛因斯坦的廣義相對論的新理論,可以解決現有幾個 MOND 模型證據上的問題。不過,雅各布•大衛•貝肯斯坦所提出模型尚需更深入的研究分析與驗證。

明日主題 : 太陽系的前世今生 (30):有別於大霹靂學說的遲緩光 (Tired light) 模型
天文史上的今天 : 1989 年 1 月 29 日,蘇聯探測火星計畫探索器弗伯斯 2 號 (Phobos 2)順利抵達火星,開始進行火星的探索與實驗。  
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