Планету Дев’ять важко визначити.
Таємнича гіпотетична планета, що знаходиться десь за орбітою Плутона, поки що вислизає від усіх наших спроб знайти її. Ми зрозуміли. Там дуже темно, дуже холодно і дуже далеко, і все це не сприяє її виявленню. І ми маємо лише туманне уявлення про те, де він може бути. Там багато неба, і лише одна темна пляма.
Є кілька можливих причин цього. Одна з них полягає в тому, що ми її ще не бачили. Інша – цілком реальна можливість, що її там просто немає. Або це може бути зовсім не одна планета, а рій каміння.
Або, згідно з новим дослідженням, проведеним фізиками Кетрін Браун з Гамільтонського коледжу та Харшем Матуром з Університету Кейс Вестерн Резерв, те, що ми інтерпретували як доказ існування планети, натомість може бути ознакою того, що чогось не вистачає в нашій нинішній моделі гравітації, описаній в рамках загальної теорії відносності.
Згідно з їхнім нещодавнім дослідженням, тонкі відхилення в орбітах різних об’єктів, які дехто пов’язує з прихованою планетою, також узгоджуються з іншим видом гравітаційної моделі – тією, що називається Модифікована ньютонівська динаміка (MOND).
Закони Ньютона – корисна річ, без сумніву. Але вони не зовсім досконалі. Недоліки закону всесвітнього тяжіння Ньютона були усунуті теорією загальної відносності Ейнштейна. MOND – це альтернативне рішення, яке пропонує інші гравітаційні ефекти, що вступають в дію, коли ньютонівське гравітаційне прискорення падає нижче певного порогу.
Оскільки MOND може описати гравітаційну поведінку галактик, яка, здається, не пов’язана зі звичайною матерією – несподівані криві обертання та ефекти лінзування – вона є привабливою альтернативою темній матерії. Але на менших масштабах її ще не вивчали.
“MOND дуже добре пояснює спостереження галактичного масштабу, – каже Матур. “Я не очікував, що вона матиме помітний вплив на зовнішню Сонячну систему”.
Про існування Дев’ятої планети було зроблено висновок на основі дивної орбітальної кластеризації, яку спостерігали у зовнішній Сонячній системі. Там, на великих навколосонячних траєкторіях, можна знайти величезну кількість невеликих крижаних каменів. Те, як деякі з цих каменів скупчуються на своїх орбітах, може свідчити про те, що вони були зібрані під гравітаційним впливом великої планети.
Браун і Матур вважали, що ці спостереження за скупченнями можуть бути несумісними з MOND. Вони провели дослідження, моделюючи орбіти зовнішніх об’єктів поясу Койпера Сонячної системи під MOND, щоб спостерігати за їхньою поведінкою.
На диво, вони отримали групу каміння, яка поводилася майже так само, як і спостережуване скупчення. Їхні розрахунки показують, що згідно з теорією MOND, деякі об’єкти в зовнішній Сонячній системі повинні з часом вирівнятися з гравітаційним полем галактики Чумацький Шлях.
Недостатньо, щоб впевнено стверджувати, що MOND відповідає за дивну поведінку цих далеких каменів, а не планета. У нас просто недостатньо даних в обох випадках. Однак, це робить MOND одним з можливих варіантів того, що може бути замість Планети Дев’ять. Динамічне моделювання дозволило б більш детально дослідити гіпотезу MOND і допомогти підтвердити або спростувати її.
“Незалежно від результату, – каже Браун, – ця робота підкреслює потенціал зовнішньої Сонячної системи як лабораторії для тестування гравітації та вивчення фундаментальних проблем фізики”.
