Mjerenja rotacije galaksije naginju modificiranoj kao objašnjenju tamne tvari
Iako je tamna tvar središnji dio standardnog kozmološkog modela, postoje pitanja. I dalje postoje mučni misteriji o toj stvari, od kojih je ne najmanje važna činjenica da znanstvenici nisu pronašli izravne čestične dokaze o tome.
Unatoč brojnim pretragama, tek trebamo otkriti čestice tamne tvari. Stoga neki astronomi preferiraju alternativu, kao što je modificirana Newtonova dinamika (MoND) ili modificirani model gravitacije. Čini se da ih podržava i nova studija galaktičke rotacije.
Ideja MoND-a inspirirana je galaktičkom rotacijom. Većina vidljive materije u galaksiji grupirana je u sredini pa biste očekivali da će zvijezde bliže središtu imati veće orbitalne brzine od udaljenijih zvijezda, slično planetama našeg sunčevog sustava. Ono što opažamo je da se sve zvijezde u galaksiji okreću približno istom brzinom. Krivulja rotacije je u biti ravna, a ne pada. Rješenje za tamnu materiju je da su galaksije okružene aureolom nevidljive materije, ali 1983. Mordehai Milgrom je tvrdio da je naš gravitacijski model zacijelo pogrešan.
Na međuzvjezdanim udaljenostima, gravitacijska privlačnost između zvijezda je u biti Newtonova. Dakle, umjesto modificiranja opće relativnosti, Milgrom je predložio modificiranje Newtonovog univerzalnog zakona gravitacije. Tvrdio je da umjesto sile privlačenja kao čiste inverzne kvadratne relacije, gravitacija ima mali ostatak privlačenja bez obzira na udaljenost. Ovaj ostatak iznosi samo oko 10 trilijuntnog dijela G, ali je dovoljan da objasni krivulje galaktičke rotacije.
Naravno, samo dodavanje malog člana Newtonovoj gravitaciji znači da također morate modificirati Einsteinove jednadžbe. Dakle, MoND je na razne načine generaliziran, kao što je AQUAL, što je kratica za "kvadračni Lagrangian". I AQUAL i standardni LCDM model mogu objasniti promatrane krivulje galaktičke rotacije, no postoje neke suptilne razlike.
Ovdje dolazi do izražaja nedavna studija. Jedna razlika između AQUAL-a i LCDM-a je u brzinama rotacije zvijezda unutarnje orbite u odnosu na zvijezde vanjske orbite. Za LCDM, oboje bi trebalo biti regulirano raspodjelom materije, tako da bi krivulja trebala biti glatka. AQUAL predviđa mali zaokret u krivulji zbog dinamike teorije. Premalen je za mjerenje u jednoj galaksiji, ali statistički bi trebao postojati mali pomak između unutarnje i vanjske distribucije brzine.
Stoga je autor ovog rada pogledao krivulje brzine visoke rezolucije 152 galaksije promatrane u bazi podataka Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC). Pronašao je pomak u dogovoru s AQUAL-om. Čini se da podaci podržavaju modificiranu gravitaciju u odnosu na standardnu kozmologiju tamne tvari.
Rezultat je uzbudljiv, ali tamnu tvar ne obara uvjerljivo. AQUAL model ima određene probleme, kao što je neslaganje s promatranim gravitacijskim lećama galaksija. Ali za autsajdersku teoriju to je pobjeda zbog koje neki astronomi kliču "Vive le MoND!"
Izvor: Phys