Os binários amplos serão o fim do MOND?

É um facto que muitos de nós descobrimos durante eventos de envolvimento público que pelo menos 50% de todas as estrelas fazem parte de sistemas estelares binários.  

Vista artística de uma estrela binária em órbita. Crédito: ESO/L. Calçada

Alguns deles são simplesmente deslumbrantes de se ver; outros apresentam dores de cabeça com órbitas complexas em múltiplos sistemas estelares. Agora, parece que grandes estrelas binárias estão começando a abalar os fundamentos da física ao questionarem a própria teoria da gravidade.

A relatividade geral faz parte dos fundamentos da física moderna desde que foi publicada por Albert Einstein em 1915. Um dos desafios, porém, é que, juntamente com a matéria normal (conhecida pelo seu nome oficial, matéria bariônica), a relatividade geral é incapaz de explicar o teorias atuais da evolução do universo sem matéria escura . Infelizmente, a matéria escura não foi observada em nenhum experimento de laboratório, nem mesmo diretamente no céu.

A ideia da matéria escura foi desenvolvida no início da década de 1930 para explicar o movimento das galáxias no Aglomerado Coma. Foi Fritz Zwicky quem cunhou a frase matéria escura em 1933 para explicar a matéria invisível que impulsionava o movimento. As teorias atuais sugerem que há algo como cinco vezes mais matéria escura no universo do que matéria normal, mas é um tipo de matéria sobre a qual sabemos pouco, a não ser que não interage com a matéria bariônica normal .

O modelo padrão – que descreve como os blocos de construção da matéria interagem – pressupõe que as atuais leis da gravidade estão todas corretas. No entanto, é necessário um “ajuste” para explicar certas observações: a matéria escura. Em outras palavras, podemos ver o efeito da matéria escura, mas ainda não o detectamos diretamente. Num artigo publicado no servidor de pré-impressão arXiv por JW Moffat, há uma sugestão ousada de que talvez seja o modelo gravitacional que esteja incorreto.

Entra em cena o MOND - "dinâmica newtoniana modificada" - que propõe um ajuste à segunda lei de Newton (bem encapsulada na fórmula de que a força é igual à massa multiplicada pela aceleração) para explicar o movimento das galáxias sem matéria escura.

A teoria, proposta por M. Milgrom em 1983, sugere que a força gravitacional exercida sobre uma estrela nos confins exteriores de uma galáxia era proporcional ao quadrado da sua aceleração centrípeta (em vez da própria aceleração centrípeta). Lembre-se, os modelos existentes não explicam isso sem inserir a matéria escura, que ainda temos que descobrir.

O artigo de Moffat sugere que eles deveriam ser capazes de detectar as mudanças propostas pelo MOND, mas ao aplicar as fórmulas corretamente, as restrições da galáxia devem ser significativamente afetadas. Amplos dados binários de Gaia (o Interferômetro Astrométrico Global) parecem concluir que qualquer teoria modificada da gravidade deve basear-se na escala e no comprimento, e não na aceleração. Se este continuar a ser o caso em observações futuras, então poderá muito bem marcar o fim do modelo MOND para sempre.

Fonte: phys.org