Chociaż ciemna materia jest centralną częścią standardowego modelu kosmologicznego, nie jest pozbawiona problemów. Nadal istnieją nierozwiązane tajemnice dotyczące tego materiału, z których nie najmniej ważnym jest fakt, że naukowcy nie znaleźli na to bezpośrednich dowodów cząsteczkowych. Pomimo wielu poszukiwań, nie udało nam się jeszcze wykryć cząstek ciemnej materii. Dlatego niektórzy astronomowie opowiadają się za alternatywą, taką jak zmodyfikowana dynamika newtonowska (MoND) lub zmodyfikowany model grawitacyjny. A nowe badanie rotacji galaktyk wydaje się je wspierać.
Idea MON została zainspirowana rotacją galaktyk. Większość widzialnej materii w galaktyce jest skupiona w środku, więc można by się spodziewać, że gwiazdy bliżej centrum będą miały większe prędkości orbitalne niż gwiazdy dalej, podobnie jak planety naszego Układu Słonecznego. Obserwujemy, że wszystkie gwiazdy w galaktyce obracają się z mniej więcej tą samą prędkością. Krzywa rotacji jest raczej płaska niż opadająca. Rozwiązanie dotyczące ciemnej materii polega na tym, że galaktyki są otoczone halo niewidzialnej materii, ale w 1983 roku Mordehai Milgrom przekonywał, że nasz model grawitacyjny musi być błędny.
W odległościach międzygwiezdnych przyciąganie grawitacyjne między gwiazdami jest zasadniczo newtonowskie. Zamiast więc modyfikować ogólną teorię względności, Milgrom zaproponował modyfikację uniwersalnego prawa grawitacji Newtona. Twierdził, że zamiast siły przyciągania jest czysto odwrotną relacją kwadratową, grawitacja ma niewielką pozostałość przyciągania niezależnie od odległości. Ta pozostałość to tylko około 10 bilionowych części gee, ale to wystarczy, aby wyjaśnić krzywe rotacji galaktyki.
Oczywiście samo dodanie małego składnika do grawitacji Newtona oznacza, że musisz również zmodyfikować równania Einsteina. Tak więc MoND został uogólniony na różne sposoby, na przykład AQUAL, co oznacza A Quadradic Lagrangian. Zarówno AQUAL, jak i standardowy model LCDM mogą wyjaśnić obserwowane krzywe rotacji galaktyk, ale istnieją pewne subtelne różnice.
W tym miejscu pojawiają się ostatnie badania. Jedna różnica między AQUAL a LCDM polega na prędkościach rotacji gwiazd na orbicie wewnętrznej i gwiazd na orbicie zewnętrznej. W przypadku LCDM oba powinny być regulowane przez rozkład materii, więc krzywa powinna być gładka. AQUAL przewiduje niewielkie załamanie krzywej ze względu na dynamikę teorii. Jest zbyt mały, aby zmierzyć go w pojedynczej galaktyce, ale statystycznie powinno być niewielkie przesunięcie między wewnętrznymi i zewnętrznymi rozkładami prędkości. Dlatego autor tego artykułu przyjrzał się wysokiej rozdzielczości krzywym prędkości 152 galaktyk obserwowanym w bazie danych Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC). Znalazł zmianę w porozumieniu z AQUAL. Dane wydają się wspierać zmodyfikowaną grawitację w stosunku do standardowej kosmologii ciemnej materii.
______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę
